La NASA está a punto de emprender un viaje que no ha hecho en medio siglo. Para llegar allí, necesita su nave espacial más avanzada: un cohete de carga súper pesada conocido como Space Launch System y un vehículo tripulado llamado Orion.
Juntas, estas impresionantes piezas de maquinaria conforman Artemis: un vehículo espacial histórico y un programa espacial más amplio que llevará a la primera mujer y a la primera persona de color a la luna y empujará a la humanidad más lejos en el espacio profundo que nunca antes
La NASA ha programado tres vuelos de Artemis en los primeros años del programa, todos utilizando el Sistema de Lanzamiento Espacial, el cohete más poderoso que jamás haya construido. El SLS no tendrá un vuelo de prueba, y cada cohete SLS solo volará una vez.
Esta inmensa nave espacial volará a la luna en su primer lanzamiento este año, sin tripulación. En su segundo vuelo, la carga útil del SLS, la cápsula Orion, guiará a los humanos alrededor de la luna antes de volver a entrar en la atmósfera de la Tierra y alcanzar velocidades de 24 500 millas por hora y temperaturas de 5000 °F. En el tercer vuelo, programado para 2025, Orion llevará hasta cuatro miembros de la tripulación Artemis a la Luna, a una distancia 1000 veces mayor de la Tierra que la Estación Espacial Internacional. Será la primera vez que los humanos pongan un pie allí desde 1972.
Es un objetivo ambicioso, con un precio que igualar: $93 mil millones desde 2012, según una auditoría reciente. Pero en 2022, una década después de que se comenzaran a contabilizar esos costos, se prepara el lanzamiento del primer cohete. Y el mundo finalmente podrá ver de qué es realmente capaz un cohete lunar de última generación.
La construcción de Artemis es un proyecto enorme, y está ocurriendo en el mismo sitio donde la NASA ha trabajado en hardware que se remonta a los transbordadores espaciales y los programas Saturno y Apolo: las instalaciones de ensamblaje de Michoud en Nueva Orleans.
Este es el lugar al que llaman”la fábrica de cohetes de Estados Unidos”. Y aquí, la NASA, Boeing y Lockheed Martin están construyendo el hardware que nos llevará a un viaje verdaderamente histórico.
Como cualquier fábrica, es un hervidero de actividad, con construcciones para múltiples cohetes que se abren camino a través de la instalación en un día determinado. Aún así, la gente aquí conoce la importancia de un proyecto como Artemis.
“No construimos lavadoras”, dice Tim Livingston, gerente de planificación integrada de Lockheed Martin para Orion en Michoud. “Construimos tesoros nacionales”.
Artemis I ya ha salido de las instalaciones de ensamblaje de Michoud en Nueva Orleans. Aquí, espera en el edificio de ensamblaje de vehículos en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
Kim Shiflett/NASA
Una construcción épica
Imagine una línea de producción de automóviles. Pero en lugar de unir puertas y paneles de carrocería, está construyendo un cohete de 322 pies de altura que es más grande que la Estatua de la Libertad. Un proyecto de ese tamaño necesita una fábrica única y 2 millones de pies cuadrados de espacio.
“Lo que necesita son grandes espacios abiertos”, dice el director de las instalaciones de montaje de Michoud, Lonnie Dutreix. “Tienes que tener pasillos abiertos de par en par, tienes que tener espacios con grúas para poder levantar el cohete pesado. Y la carga del suelo: la gente no se da cuenta de que en el sur de Luisiana no hay lecho rocoso… así que el suelo aquí tiene que reforzarse para soportar el peso”.
Dutreix me habla en la sala de modelos de Michoud, se cierne sobre un modelo a escala de toda la instalación de ensamblaje de Michoud y me muestra el camino que toma el cohete a través de la instalación a medida que se construye. Tiene una manera fácil y un fuerte acento de Luisiana, diferente del comportamiento serio que esperaba de un ingeniero que supervisa la construcción más grande en Michoud desde que se construyó la primera etapa del Saturno V para el primer programa Apolo. (Artemis I es una fracción más corta que el Saturno V utilizado para el programa Apolo, pero puede transportar 1,3 millones de libras más de carga útil al espacio. Una configuración futura de Artemis, en la que Michoud ya comenzó a trabajar y que está diseñada para misiones espaciales más profundas. , será más alto que Saturno).
Dutreix ha estado en la industria espacial durante décadas. Ayudó a construir y probar piezas para el programa del transbordador espacial en la década de 1990. Pero no hay complacencia que viene con esa experiencia. Para Dutreix, cada parte de esta construcción es de misión crítica.
“Usaré una analogía, como construir un avión”, dice. “La mentalidad es la redundancia, la confiabilidad y muchas pruebas para garantizar que esa aeronave haga el trabajo de manera segura, porque tiene humanos a bordo. Bueno, toma esa mentalidad con un cohete y amplíala al 100”.
La enorme El escenario central de Artemis II se ensambla en las instalaciones de ensamblaje de Michoud.
Eric Bordelon/NASA
Si bien la NASA tiene un enfoque similar al láser en la precisión y la seguridad con cada programa espacial y construcción que emprende, hay mucho más en juego con vuelo tripulado. Y aunque Artemis no lanzará a la tripulación con su primer vuelo, el enfoque principal del programa es llevar humanos a la luna y profundizar en el sistema solar.
A corto plazo, la NASA se centra en los primeros tres vuelos de Artemis.
Artemis I se lanzará en 2022 y orbitará alrededor la luna, sin astronautas. Este vuelo pondrá a prueba las capacidades del Sistema de Lanzamiento Espacial, la nave espacial Orion y todos los Sistemas Terrestres de Exploración que respaldan el vuelo. En Artemis II, la NASA enviará tripulación por primera vez para un sobrevuelo de la cara oculta de la luna. Está programado para lanzarse no antes de 2024. Para Artemis III, que la NASA dice que sucederá no antes de 2025, un tercer cohete finalmente enviará a la primera mujer y la primera persona de color a toca el polo sur de la luna y presiona sus huellas en la superficie lunar.
Cada etapa central y la nave Orion para esos vuelos se construyen en Michoud. De hecho, el cohete y la tripulación del Artemis I ya fueron enviados fuera de las instalaciones y se dirigieron a Cabo Cañaveral en Florida. Ahora, Michoud está trabajando en Artemis II, III y IV, así como en piezas para futuras misiones al espacio profundo.
“Tenemos que adelantarnos a la construcción”, dice Dutreix. “No es uno y listo”.
El sistema de lanzamiento espacial
En Michoud, Boeing está realizando la etapa central del Sistema de lanzamiento espacial o SLS. También es donde Lockheed Martin está construyendo el recipiente a presión Orion, que es la estructura principal que mantiene la atmósfera presurizada para que los astronautas sobrevivan en el espacio.
Solo el escenario central del SLS mide 212 pies, más largo que una piscina olímpica. Se trata esencialmente de dos tanques de combustible gigantes conectados: uno, que contiene 196,000 galones de oxígeno líquido súper frío, y un segundo tanque más grande que contiene 537,000 galones de hidrógeno líquido. Estos tanques, junto con los propulsores de cohetes sólidos del SLS (que son partes mejoradas del programa del transbordador), proporcionan el impulso para levantar el cohete de 27 toneladas de la Tierra al espacio.
Construir algo tan grande es una tarea titánica, pero caminando por Michoud me doy cuenta de que es sorprendentemente similar a cualquier otra línea de producción: los anillos individuales que forman el cohete se sueldan para formar barriles más grandes y luego se tapan para crear los tanques en forma de píldora. Los componentes pueden ser enormes, pero como cualquier otra tarea de fabricación, los ingenieros aún los ensamblan pieza por pieza. Construir Artemisa (para citar el viejo aforismo) es simplemente una cuestión de comerse al elefante bocado a bocado. Excepto que en este caso, es un elefante gigante hecho de metal y va al espacio.
De pie junto a las piezas del SLS en el piso de la Asamblea de Michoud, me siento verdaderamente empequeñecido. Pero según Boeing, aunque el SLS parece inmenso, sus paredes son sorprendentemente delgadas.
“Si se imagina una lata de Coca-Cola expandida al tamaño de nuestro tanque de hidrógeno líquido, el grosor de la pared del barril se acerca bastante a la misma proporción”, dice Amanda Gertjejansen, líder del equipo de proyecto integrado de Boeing para el Artemis II. etapa central.
“La ingeniería que existe para poder soportar la presión y los cientos de miles de galones de combustible que se van a quemar: estos tanques pueden mantener esa temperatura y presión criogénicas. Es bastante asombroso.”
El núcleo El escenario del Sistema de Lanzamiento Espacial Artemis tiene más de 200 pies de altura, pero las paredes de los tanques de combustible tienen la misma relación altura-grosor que una lata de Coca-Cola.
Michael DeMocker/NASA
Caminar alrededor de Michoud es ver (y escuchar) un cohete que se está construyendo activamente. Los paneles gigantes se apilan para soldarlos, los anillos del cohete se mueven de una estación a otra. Está ocupado y ruidoso. Y, ayúdame, te juro que hay un trabajador cuyo trabajo es seguirme por la fábrica a un ritmo muy lento, transportando una pieza gigante en forma de anillo del cohete en un remolque de plataforma que emite un pitido.
Todas estas partes del cohete SLS se abren paso a través de las instalaciones de ensamblaje de Michoud y, finalmente, se dirigen al centro de ensamblaje vertical, donde se introducen en una pila gigante, algo así como un Pez al revés. dispensador, y soldados juntos en los tanques masivos.
Luego, se dirige al área de ensamblaje final, donde los tanques finalmente se unen o”acoplan”con la sección del motor para convertirse en el SLS completo. Y ahí es donde la escala de la construcción realmente se vuelve evidente.
“El tamaño del vehículo que estamos construyendo aquí es asombroso”, dice Chandler Scheuermann, ingeniero de NASA Stages. “El diseño y el talento de fabricación que se necesita para construir un vehículo de este tamaño, para toda la gente de ingeniería del mundo, debería sorprender y asombrar”.
Ese soy yo dentro del área de ensamblaje final, donde los dos tanques masivos que conforman el escenario central de Artemis esperan para unirse.
John Kim/CNET
Inside Orion
Si el SLS tiene que ver con generar pura potencia y empuje para llevar a los astronautas al espacio, entonces la construcción del vehículo Orion tiene que ver con dirigirlos (y mantenerlos vivos) cuando lleguen allí.
Si bien cada parte de la construcción de Artemis es de misión crítica, hay mucho en juego cuando se trata del vehículo de la tripulación.
“Cuando construyes una nave espacial, no puedes cometer errores”, dice Tim Livingston, gerente de planificación integrada de Orion en Lockheed Martin. “Vas a un entorno que nadie ni nada ve nunca. Por lo tanto, debe asegurarse de que el producto que construya sea lo suficientemente robusto como para garantizar que no se pierdan vehículos ni vidas”.
El Orión El módulo de tripulación se encuentra dentro de una sala limpia en el Centro Espacial Kennedy en Florida.
Claire Reilly/CNET
El vehículo de tripulación Orion se compone de varias secciones. En la base se encuentra el Módulo de Servicio Europeo, construido por la Agencia Espacial Europea, que guiará a Orión a través del espacio y alrededor de la luna mucho después de que el SLS haya sido desechado después del lanzamiento. También contiene suficiente comida y agua para que cuatro astronautas sobrevivan a una misión de tres semanas.
Sobre el módulo de servicio se encuentra el módulo de tripulación. Esa es la cápsula presurizada que está construyendo Lockheed. Es aproximadamente un tercio más grande que el módulo de comando Apollo y sus sistemas informáticos son 4000 veces más rápidos. Tiene asientos para cuatro tripulantes (en lugar de tres, como el Apolo), un refugio contra la radiación donde la tripulación puede retirarse durante las tormentas solares e incluso una máquina de ejercicios compacta. Pero mientras que la NASA está fijando sus miras en misiones de mayor duración en el espacio profundo, esta cápsula no es exactamente espaciosa.
“Todavía es muy estrecha”, dice Livingston.”Para la mayoría de las misiones, habrá cuatro astronautas… [así que] será un lugar cerrado durante largos períodos de tiempo”.
Pero aunque el espacio es reducido, todavía hemos recorrido un largo camino desde la era Apolo. No más pantalones espaciales absorbentes. En cambio, hay un baño con una puerta que se cierra.
“No construimos lavadoras… construimos tesoros nacionales”.
Tim Livingston, gerente de planificación integrada de Orion, Lockheed Martin
Esta cápsula no Solo hay que mantener vivos a los astronautas en el espacio. También tiene que protegerlos cuando regresen a la Tierra. Según Livingston, las naves espaciales tripuladas que han regresado de la órbita terrestre baja durante las últimas cuatro décadas han tenido que soportar temperaturas de alrededor de 3000 °F. En su viaje de regreso, Orion vendrá desde mucho más lejos en el espacio y alcanzará velocidades de 24,500 millas por hora durante el reingreso, más rápido que cualquier nave espacial actual diseñada para humanos. Esa alta velocidad significa temperaturas más altas. La cápsula Orion debe soportar 5000 °F, por lo que los sistemas de protección térmica son significativamente diferentes.
“Es un entorno hostil”, dice Livinston. “Pero es por eso que ellos son astronautas y nosotros no”.
Botas en la luna
Cuando finaliza el trabajo en el SLS y el recipiente a presión Orion, el equipo de Michoud los envía para realizar más pruebas en el Centro Espacial Stennis al otro lado de la frontera en Mississippi, luego para la asamblea en Cabo Cañaveral en Florida. Y ahí es donde la ubicación de Michoud en Nueva Orleans vale la pena. Aquí, el SLS puede simplemente cargarse en una barcaza en el puerto de aguas profundas a las puertas de Michoud. Es un viaje en barco de seis días para llegar al Centro Espacial Kennedy, a 900 millas de distancia en Cabo Cañaveral, pero el viaje hacia el primer lanzamiento de Artemis ha sido mucho más largo.
El núcleo La etapa de Artemis I sale de las instalaciones de montaje de Michoud, lista para ser cargada en una barcaza y enviada para la prueba de cohetes en Mississippi.
Danny Nowlin/NASA
El Programa Artemis ha estado en proceso en la NASA durante más que una década. El Congreso pidió originalmente que el cohete estuviera listo para su lanzamiento a finales de 2016. Y aunque la agencia espacial espera lanzar Artemis I para fin de año, esa fecha ya se ha retrasado varias veces. ¿En cuanto a las botas en la luna? 2025 podría ser ambicioso. De hecho, el propio inspector general de la NASA pone esa fecha en 2026 como muy pronto.
Y luego está el costo. Según el inspector general de la NASA, Paul Martin, se espera que el programa le cueste a la agencia espacial (y a los contribuyentes) $ 93 mil millones para 2025. Se estima que cada vuelo individual de Artemis I, II y III costará $ 4.1 mil millones.
El programa también generó comparaciones con otros cohetes de carga pesada de empresas privadas como SpaceX, que está construyendo la nave espacial Starship. Al igual que Artemis, la Starship se está construyendo para transportar tripulación y carga a la Luna y Marte. Pero a diferencia del programa Starship, no se han enviado prototipos modificados del SLS u Orion en vuelos de prueba para Artemis.
Según Amanda Gertjejansen de Boeing, el escenario central construido en Michoud es el mismo vehículo que se envió para la prueba de fuego caliente en el Centro Espacial Stennis y el mismo vehículo que se entregó a Kennedy.
“Tienes tu prototipo, vehículo de prueba y vehículo de lanzamiento, todo en uno”, dice ella.
Y aunque Artemis I no transportará astronautas, este cohete sigue siendo un”vehículo apto para personas”, según Gertjejansen, lo que significa que ha sido certificado como seguro para transportar tripulación humana.
A diferencia de Starship de SpaceX, Artemis no está diseñado para ser reutilizado. Cada cohete solo se lanzará una vez. Entonces, cuando las empresas privadas están lanzando y aterrizando los mismos cohetes para usarlos en misiones repetidas, ¿por qué gastar todo ese dinero en un cohete de un solo uso?
Para la NASA, la reutilización tiene un costo.
“Nuestra misión es llevar la mayor cantidad de masa posible a la luna en un solo lanzamiento”, dice Dutreix de Michoud. “Cuando tienes reutilización, hay penalizaciones de peso extra por eso. Tienes que tener el equipo para aterrizarlo, tienes que tener combustible extra, todo eso quita masa que podrías poner en la luna”.
A pesar del costo del programa, la NASA finalmente quiere recuperar el dinero de su inversión. Según Dutreix, el objetivo es comercializar Artemis y vender el cohete a cualquiera que necesite una gran capacidad de lanzamiento.
“Por Artemis V, nos gustaría hacer la transición de la producción a comercial”, dice Dutreix. “Si construyes el cohete, puedes vendérselo a cualquiera que necesite una gran capacidad de lanzamiento… [y] si pueden hacerlo mejor y más barato, deben hacerlo. Necesitamos mirar las cosas de alto riesgo como ir a Marte”.
Este es el primero y es emocionante.
Lonnie Dutreix, directora de las instalaciones de montaje de Michoud
Y esa es la visión a largo plazo. La NASA quiere que Artemis allane el camino hacia el espacio profundo. Estos primeros lanzamientos de Artemis son un trampolín hacia un objetivo más grande: llevar astronautas a la luna, establecer una base lunar y luego avanzar a Marte a largo plazo.
La última vez que la NASA fue a la Luna, inventó la rueda: intentaba ganar la carrera espacial de las décadas de 1960 y 1970 lanzando un grupo de élite de astronautas en un viaje hacia lo desconocido. Ahora la NASA lo está haciendo todo de nuevo con Artemisa, la hermana de Apolo. Un programa espacial que llevará a más personas al espacio, no solo a los 24 hombres que viajaron a la luna durante la era Apolo o la docena afortunada que tuvo que pisar el polvo lunar.
“Este es el primero y es emocionante”, dice Dutreix. “Trato de entusiasmar a los jóvenes ingenieros y científicos para que se den cuenta de que estás haciendo historia. No te das cuenta ahora. Pero en un momento, cuando llegas a tener mi edad, te das cuenta, hombre, yo estaba allí cuando empezamos”.
Artemis I espera su histórica misión en la plataforma de lanzamiento de Cabo Cañaveral.
Cory Huston/NASA Califica esta publicación
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