Por qué es tan difícil realizar un aterrizaje suave en la Luna
(CNN) -- A cientos de miles de kilómetros más allá de la Tierra, una nave espacial del tamaño de una cabina telefónica está en camino para asumir un desafío que ningún vehículo lanzado desde Estados Unidos ha intentado en más de 50 años.
El módulo de aterrizaje lunar llamado Odysseus o IM-1, creado por la empresa Intuitive Machines, con sede en Houston, se dirige hacia la Luna. El robot explorador se prepara para los aterradores momentos de incertidumbre mientras intenta reducir su velocidad en aproximadamente 1.800 metros por segundo para aterrizar suavemente en la superficie de la Luna. La nave espacial está en camino de alunizar a las 5:49 p.m. ET del jueves cerca del polo sur lunar.
Se espera que la cobertura del evento histórico se transmita en vivo a partir de las 4 p.m. ET en el sitio web de la empresa privada.
El éxito no está garantizado. Si falla, Odysseus se convertiría en el tercer módulo de alunizaje que sufre una terrible desaparición en el satélite natural en menos de un año. La primera misión rusa de alunizaje en 47 años, Luna 25, falló en agosto de 2023 cuando se estrelló. Hakuto-R, un módulo de aterrizaje desarrollado por la empresa japonesa Ispace, corrió una suerte similar en abril pasado.
En general, más de la mitad de todos los intentos de alunizaje han terminado en fracaso: pocas probabilidades para una hazaña que la humanidad logró por primera vez hace casi 60 años.
La Luna 9 de la Unión Soviética se convirtió en la primera nave espacial en realizar un aterrizaje controlado o “suave” en febrero de 1966. Estados Unidos le siguió poco después, cuando su nave espacial robótica Surveyor 1 alunizó apenas cuatro meses después.
Desde entonces, sólo otros tres países (China, India y Japón) han logrado tal hito. Los tres llegaron a la Luna por primera vez con vehículos robóticos en el siglo XXI. India y Japón lograron cada uno esta hazaña monumental apenas en los últimos seis meses, mucho después de que la carrera espacial entre Estados Unidos y la Unión Soviética se hubiera agotado. Estados Unidos sigue siendo el único país que ha puesto humanos en la superficie lunar, la última vez en 1972 con la misión Apolo 17.
Pero, desde entonces, el Gobierno estadounidense ni siquiera ha intentado un aterrizaje suave (con o sin astronautas a bordo). La compañía espacial privada Astrobotic Technology esperaba que su módulo de alunizaje Peregrine hiciera historia después de su reciente lanzamiento en enero, pero la compañía descartó el intento de aterrizaje pocas horas después del despegue debido a una fuga crítica de combustible y trajo la nave de regreso para quemarse en la atmósfera de la Tierra.
Recuperar el conocimiento y la experiencia del pasado es una gran parte del desafío para Estados Unidos, dijo a CNN Scott Pace, director del Instituto de Política Espacial de la Universidad George Washington.
"Aprendemos a hacer cosas que no habíamos hecho en mucho tiempo, y lo que estamos viendo es que las organizaciones aprenden a volar nuevamente", dijo Pace. “Ir a la Luna no es sólo una cuestión de un astronauta valiente o brillante. Se trata de organizaciones enteras que estén organizadas, capacitadas y equipadas para ir hasta allá. Lo que estamos haciendo ahora es esencialmente reconstruir parte de la experiencia que teníamos durante el Apolo pero que perdimos en los últimos 50 años”.
Sin embargo, los conocimientos técnicos son sólo una parte de la ecuación cuando se trata de alunizar. La mayoría de los obstáculos son financieros.
Un nuevo modelo
En el apogeo del programa Apolo, el presupuesto de la NASA representaba más del 4% de todo el gasto gubernamental. Hoy en día, el presupuesto de la agencia espacial es una décima parte del tamaño y representa sólo el 0,4% de todo el gasto federal, incluso cuando intenta devolver astronautas estadounidenses a la Luna bajo el programa Artemis.
“Había literalmente cientos de miles de personas trabajando en el Apolo. Era un programa de US$ 100.000 millones en cifras de la década de 1960. Sería un programa multimillonario en dólares de hoy”, dijo Greg Autry, director de liderazgo espacial de la Escuela de Gestión Global Thunderbird de la Universidad Estatal de Arizona. "Simplemente no hay nada que se compare con esto".
Los módulos de alunizaje del siglo XXI intentan lograr muchos de los mismos objetivos por una pequeña fracción del precio.
El módulo Chandrayaan-3 de la India, que se convirtió en la primera nave espacial del país en llegar de forma segura a la superficie lunar en agosto de 2023, costó alrededor de US$ 72 millones, según Jitendra Singh, ministro de Estado de Ciencia y Tecnología.
Un cohete de la Organización de Investigación Espacial de la India que transporta el módulo de aterrizaje lunar Chandrayaan-3 despega del Centro Espacial Satish Dhawan en Sriharikota, frente a la costa del estado de Andhra Pradesh, el 14 de julio de 2023. R. Satish Baby/AFP/Getty Images
“El costo del Chandrayaan-3 es de apenas 600 millones de rupias (US$ 72 millones), mientras que una película de Hollywood sobre el espacio y la luna cuesta más de 600 millones de rupias”, dijo Singh a The Economic Times, un medio de comunicación de la India, en agosto.
En Estados Unidos, la NASA intenta reducir drásticamente los precios subcontratando el diseño de pequeñas naves espaciales robóticas al sector privado a través de su programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS).
Astrobotic fue la primera compañía en volar bajo la iniciativa CLPS, y después de su revés en enero, Intuitive Machines tomó la antorcha, con el objetivo de hacer aterrizar suavemente a Odysseus cerca del polo sur lunar el jueves.
"Vamos mil veces más lejos que la Estación Espacial Internacional", dijo a CNN el presidente y director ejecutivo de Intuitive Machines, Steve Altemus. “Y luego, además de eso, se establece el objetivo: hacerlo por US$ 100 millones, cuando en el pasado se hizo por miles de millones de dólares”.
¿Por qué no podemos simplemente repetir lo del Apolo?
Tampoco es realista esperar que la NASA o uno de sus socios puedan simplemente sacar los planos de un módulo de aterrizaje lunar de la década de 1960 y recrearlo desde cero. La mayor parte de la tecnología utilizada en esas misiones hace tiempo que se retiró, dejada de lado por los enormes avances en el poder de computación y las ciencias de los materiales ocurridos en el último medio siglo.
Cada pieza de hardware de un módulo de aterrizaje lunar debe provenir de cadenas de suministro modernas (que lucen muy diferentes a las del siglo XX) o diseñarse y fabricarse de nuevo. Y cada sensor y componente electrónico de la nave espacial debe crearse para resistir el duro entorno del espacio exterior, un proceso que la industria llama "endurecimiento".
El módulo de alunizaje Eagle, que transportó a los primeros humanos en llegar a la Luna, desciende durante la misión Apolo 11 el 20 de julio de 1969. Esta es una imagen compuesta por dos tomas separadas. Space Frontiers/Archive Photos/Getty Images
Es sabido que las misiones Apolo estaban controladas por computadoras menos potentes que los teléfonos inteligentes modernos. Pero los vuelos espaciales son demasiado complejos y peligrosos para traducir directamente los avances informáticos en misiones lunares más fáciles y económicas.
“Alunizar es muy diferente a programar un juego. Lo que pasa con el iPhone en tu bolsillo es que hay millones y millones de estas cosas. Mientras que con los lanzamientos espaciales, tal vez solo haya un puñado de ellos”, dijo Pace. “El iPhone es, por supuesto, una innovación maravillosa con cientos, si no miles, de innovaciones incrustadas en su interior, pero también se beneficia de cifras brutas. Y realmente no hemos tenido ese tipo de repetición en los alunizajes”.
Un descenso peligroso
Y si bien la tecnología ha avanzado en las últimas cinco décadas, los desafíos fundamentales del alunizaje siguen siendo los mismos. En primer lugar, está la enorme distancia: es aproximadamente un cuarto de millón de millas (402.000 kilómetros) de viaje desde la Tierra a la Luna. Si pudieras conducir un automóvil hasta la Luna a una velocidad constante de 60 millas por hora (97 kilómetros por hora), tardarías más de cinco meses.
“Algunas personas lo han comparado con golpear una pelota de golf en Nueva York y hacerla entrar en un hoyo específico en Los Ángeles. Ese tipo de precisión a larga distancia es increíblemente difícil de lograr”, dijo Pace.
Luego está el complicado terreno lunar. La Luna está cubierta de volcanes muertos y cráteres profundos, lo que dificulta encontrar zonas planas de aterrizaje.
Los controladores de vuelo se reúnen alrededor del director de vuelo de la NASA, Glynn Lunney (sentado, en primer plano) en la sala de control de lo que ahora se llama el Centro Espacial Johnson en Houston durante la abortada misión lunar del Apolo 13, el 15 de abril de 1970. Space Frontiers/Archive Photos/Getty Images
"El Apolo 11 se habría estrellado y destruido si hubiera aterrizado en el lugar donde descendió originalmente", dijo Autry. “Neil (Armstrong) estaba literalmente mirando por la ventana. Maniobró el módulo de aterrizaje sobre un campo de rocas y un gran cráter y encontró un lugar seguro para aterrizar con apenas suficiente combustible. Si no hubiera un piloto experto que pudiera controlarlo, el módulo de aterrizaje seguramente se habría destrozado”.
Sin la ayuda de ojos humanos dentro de la nave espacial, los módulos de aterrizaje lunares robóticos modernos utilizan cámaras, computadoras y sensores equipados con software e inteligencia artificial para encontrar de manera segura su lugar de aterrizaje (y evitar rocas y cráteres) durante el descenso final. E incluso los humanos en las salas de control de la misión en la Tierra no pueden ayudar a la nave espacial en esos últimos y críticos segundos antes del aterrizaje.
“Se necesita tiempo para que una señal suba y regrese, unos tres segundos en total de ida y vuelta”, dijo Pace. “Muchas cosas pueden salir mal en ese momento. Entonces, cuando el vehículo realmente aluniza, prácticamente lo hace por sí solo”.
Fallar es una opción
En los primeros días de la carrera espacial del siglo XX, muchas más naves espaciales se estrellaron en la Luna de las que aterrizaron con seguridad. Las empresas y los gobiernos que hoy se lanzan a la Luna, buscando precios más baratos a medida que implementan tecnología moderna, reconocen ese legado.
Y los socios comerciales de la NASA pueden estar aún más dispuestos a asumir riesgos al realizar sus viajes a la Luna.
“(Las empresas comerciales) trajeron consigo ese modelo iterativo y rápido de fallas. Saque el producto, déjelo explotar, descubra qué hizo mal, arréglelo y vuelva a empezar”, dijo Autry. “Ésa no es la forma en que opera el Gobierno de Estados Unidos. Porque si tu proyecto muere, tu carrera gubernamental está arruinada”.
El módulo de aterrizaje Luna 9 de la Unión Soviética fue la primera nave espacial no tripulada en realizar un aterrizaje suave en la Luna. El espejo y la antena de Luna 9 se ven en esta imagen de la superficie lunar, capturada por la sonda el 7 de febrero de 1966. AP
Por su parte, incluso la NASA reconoce que una tasa de éxito del 100% no está garantizada para sus socios.
"Siempre hemos considerado estas entregas iniciales de CLPS como una especie de experiencia de aprendizaje", dijo Joel Kearns, administrador asociado adjunto de la dirección de misiones científicas de exploración de la NASA, durante una sesión informativa el 13 de febrero. "Sabíamos que al abordar esto... no creíamos que el éxito estuviera asegurado".
La esperanza, sin embargo, es que los fracasos iniciales conduzcan a éxitos repetibles en el futuro. Ya está claro que muchos de los participantes de la carrera lunar moderna están preparados para recuperarse de sus fracasos iniciales.
Tanto Ispace (la compañía japonesa que el año pasado sufrió un problema de software que puso fin a su misión) como Astrobotic, que perdió su módulo de alunizaje Peregrine por un problema con el propulsor, ya tienen segundos intentos en camino.
“Todos los que participaron en esas misiones eran novatos. Son personas que lo hacen por primera vez y no hay sustituto para esa experiencia. Es como tomar tu primer vuelo en solitario”, dijo Pace. “Sí, fracasan y algunas empresas cerrarán. Pero si aprenden de ese fracaso y regresan, ahora tendrán un equipo fuerte. Realmente se trata de educar a una nueva generación”.
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