Programa Artemis
Introducción
El programa Artemis o Artemís es un programa internacional de vuelo espacial tripulado (en proyecto) liderado por la NASA, compañías comerciales de vuelos espaciales de EE.UU. y socios internacionales como la Agencia Espacial Europea (ESA), la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), la Agencia Espacial Canadiense (CSA), la Agencia Espacial Brasileña (AEB), la Agencia Espacial Australiana (ASA), y la Agencia Espacial Mexicana (AEM), con el objetivo de volver a explorar la Luna y llevar a «la primera mujer y el próximo hombre», específicamente a la región lunar del polo sur para 2024. La NASA tiene a Artemis como el siguiente paso hacia el objetivo a largo plazo para establecer una presencia sostenible en la Luna y en órbita lunar, y sentar las bases para que las empresas privadas afiancen una economía lunar y, finalmente, enviar humanos a Marte, a partir de 2033.
En diciembre de 2017, el expresidente Donald Trump firmó la Directiva de Política Espacial 1, autorizando la campaña lunar. El programa Artemis cuenta con la ayuda de programas de naves espaciales en curso que incluyen Orión, Plataforma Orbital Lunar Gateway y Commercial Lunar Payload Services, y agrega un módulo de aterrizaje tripulado aún en proceso de desarrollo. El Sistema de lanzamiento espacial (SLS) servirá como vehículo de lanzamiento principal para Orion, mientras que los vehículos de lanzamiento comercial están planeados para lanzar otros elementos del programa. La NASA solicitó 1600 millones de dólares en fondos adicionales para Artemis para el año fiscal 2020, mientras el Comité de Asignaciones del Senado solicitó a la NASA un perfil presupuestario de cinco años, necesario para la evaluación y aprobación del Congreso. (Wikipedia)
Artemis
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| Logo del programa Artemis |
El programa Artemis de la NASA llevará a la humanidad hacia la Luna y nos preparará para el próximo gran salto, la exploración de Marte. Han pasado casi 50 años desde que los astronautas caminaran por última vez sobre la superficie lunar durante el programa Apolo, y desde entonces la exploración robótica del espacio profundo ha sido testigo de décadas de avances tecnológicos y descubrimientos científicos. Durante los últimos 20 años, los seres humanos han vivido y trabajado continuamente a bordo de la Estación Espacial Internacional situada a 400 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, preparándonos para el día en que nos adentremos más en el sistema solar. Enviar exploradores humanos a 400.000 kilómetros a la Luna para después dirigirse a 224 millones de quilómetros a Marte, requiere una visión audaz, gestión eficaz de programas, financiación para el desarrollo y la misión de sistemas modernos operacionales y apoyo de todos los rincones de EUA, así como de nuestros socios en todo el mundo.
La NASA ha estado afinando el plan para lograr esa audaz visión desde que el presidente pidió a la agencia en diciembre de 2017 para liderar un regreso humano a la Luna y más allá con empresas y socios internacionales. Dos años más tarde, nos volvió a desafiar, esta vez a enviar a la primera mujer y el próximo hombre a la Luna dentro de cinco años. La NASA está implementando el programa Artemis para lograr esos objetivos, y este documento establece el enfoque de exploración de la Luna a Marte de la agencia que explica cómo lo haremos.
El plan de la Luna es doble: se centra en lograr el objetivo de un aterrizaje humano inicial para 2024 con riesgos técnicos aceptables, mientras se trabaja simultáneamente hacia una exploración lunar sostenible a mediados o finales de la década de 2020. 2024 no es una fecha arbitraria. Es la fecha más ambiciosa posible, y nuestro éxito en la Luna, y más tarde, en Marte, se basará en nuestras metas nacionales y capacidades sólidas. Los Estados Unidos lidera en la exploración espacial ahora; sin embargo, a medida que más países y empresas apuntan a la Luna, Estados Unidos necesita el aterrizaje más temprano posible para mantener y construir sobre ese liderazgo, así como para prepararse para una histórica primera misión humana a Marte.
El alunizaje de astronautas estudiado para el 2024 centrará mejor esta iniciativa global en la ingeniería, desarrollo de tecnología y mejoras de procesos necesarios para llevar a cabo con seguridad y éxito la exploración humana y sostenida de la Luna. También allana el camino para las empresas comerciales estadounidenses y socios internacionales para seguir contribuyendo a la exploración y el desarrollo de la Luna. Necesitamos varios años en órbita y en la superficie de la Luna para generar confianza operativa para llevar a cabo trabajo a largo plazo y apoyo a la vida lejos de la Tierra antes de que podamos embarcarnos en mandar la primera misión tripulada a Marte dentro de varios años. Cuanto antes lleguemos a la Luna, antes llevaremos a los astronautas estadounidenses a Marte. Cuanto antes lleguemos y nos instalemos en la Luna antes llegaremos a Marte. Necesitamos actuar rápido para hacer realidad esta visión, y un alunizaje tripulado para 2024 es la clave para un exitoso enfoque de exploración de la Luna a Marte. Nuestro próximo alunizaje allana el camino para una nueva y economía lunar sostenible, una de la que se beneficiarán las empresas estadounidenses y socios internacionales y construir sobre lo que aprendamos.
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| Diagrama de los principales componentes del Sistema de Lanzamiento Espacial. Crédito de la imagen: NASA |
Primeras misiones de Artemis
Con el poderoso cohete Space Launch System (SLS) y la nave espacial Orion acercándose al final de las pruebas y desarrollo, la agencia tiene la base necesaria para enviar humanos de regreso a la órbita lunar. En preparación para el aterrizaje lunar más temprano posible y seguro, la NASA busca aprovechar al máximo las primeras misiones de Artemis a través de pruebas adicionales para Orión y el Sistema de Aterrizaje Humano (HLS) cuando antes sea posible. El Gateway es un componente crítico de las operaciones lunares sostenibles de la agencia. La NASA integrará las dos primeras piezas en la Tierra, lanzando el Elemento de Potencia y Propulsión (PPE) y el Puesto de avanzada de vivienda y logística (HALO) juntos en 2023 en un solo cohete, seguido de un lanzamiento de suministro de logística comercial.
En 2024, Orion llevará a su tripulación a la órbita lunar. El módulo de aterrizaje desarrollado comercialmente que llevará a la tripulación a la superficie lunar podrá acoplarse directamente a Orion para la transferencia de la tripulación para las primeras misiones de Artemis, pero la NASA mantiene la flexibilidad para el acoplamiento opcional al Gateway. En la superficie, la tripulación usará la nueva unidad de movilidad extravehicular de exploración o el traje espacial xEMU mientras exploran la superficie durante aproximadamente una semana antes de regresar a Orión para el viaje de regreso a la Tierra.
Misiones sostenibles de Artemis
En misiones posteriores de Artemis, la tripulación llegará al Gateway a bordo de Orion. En Gateway, podrán realizar investigaciones y realizar viajes a la superficie lunar. La NASA trabajará con los proveedores de Artemis para garantizar que las naves espaciales se construyan según los estándares internacionales de interoperabilidad con tantos componentes reutilizables como sea posible para la sostenibilidad a largo plazo en la Luna. Los socios de larga data de la Estación Espacial Internacional están ansiosos por unirse a la NASA en la órbita lunar. La Agencia Espacial Canadiense (CSA) se ha comprometido a proporcionar robótica avanzada para el Gateway, y la ESA (Agencia Espacial Europea) planea proporcionar el Hábitat Internacional (IHab) y el módulo ESPRIT, que brindará capacidades de comunicación adicionales, una esclusa de aire científica para desplegar cargas útiles científicas y CubeSats, y reabastecimiento de combustible del Gateway. La Agencia aeroespacial de Japón (JAXA) planea contribuir con elementos habitacionales y reabastecimiento logístico. La Agencia Espacial Rusa (Roscosmos) también ha expresado interés en la cooperación en Gateway. En el Polo Sur lunar, la NASA y sus socios desarrollarán un campamento base Artemis para apoyar expediciones más largas en la superficie lunar. Los elementos del campamento base planificado incluyen un vehículo de terreno lunar (LTV, o rover no presurizado), una plataforma de movilidad habitable (rover presurizado), un módulo de habitación de base lunar, sistemas de energía, sistemas de utilización de recursos ad in situ. Esta acumulación incremental de capacidades en y alrededor de la Luna es esencial para establecer la exploración a largo plazo del vecino más cercano de la Tierra y prepararse para la exploración humana de Marte.
La base para una arquitectura lunar
La NASA se preparó para la Directiva de Política Espacial-1, la llamada del presidente para regresar a la Luna y preparase para ir a Marte, y ya se estaba desarrollando para ofrecer soluciones arquitectónicas y de hardware para aprovechar los sistemas básicos de transporte del espacio profundo: el cohete SLS, la nave espacial Orion y apoyando el Exploration Ground Systems (EGS) (Sistemas terrestres de exploración) para devolver humanos a la Luna por primera vez en más de 50 años.
A través de asociaciones con la industria estadounidense, la NASA ya estaba desarrollando capacidades habitacionales en el espacio profundo del siglo XXI e invirtiendo en tecnologías de aterrizaje lunar. Las actualizaciones continuas de los trajes espaciales han dado como resultado un traje de superficie lunar que permite caminatas espaciales más frecuentes a través de características de seguridad mejoradas, ajuste personalizado, mantenimiento simplificado y mejores comunicaciones. Un equipo de arquitectura interinstitucional también había estado formulando planes para un Gateway en órbita alrededor de la Luna. Este plan obtuvo un apoyo significativo de socios internacionales y se reflejó en la Hoja de ruta de exploración global como un esfuerzo de colaboración que "abriría la frontera espacial para la exploración humana de la Luna, Marte y los asteroides a medida que expandimos la exploración humana y el comercio en el espacio profundo". En 2018, con el apoyo de los tomadores de decisiones nacionales de más alto nivel, la NASA propuso un plan para devolver a los humanos a la superficie lunar para 2028. Este plan incluía el Gateway desde el cual se podrían desplegar los módulos de aterrizaje humanos. Hubo un fuerte apoyo internacional para el puesto lunar en órbita, y los socios de la Estación Espacial Internacional propusieron capacidades adicionales que podrían contribuir. El programa Gateway pasó de la formulación al estado de programa a finales de 2018.
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| Concepto artístico de la separación de la nave espacial Orion del Sistema de propulsión criogénica provisional. Crédito: NASA |
La NASA también estableció la iniciativa Commercial Lunar Payload Services (Servicios Comerciales de Carga Útil Lunar) o CLPS en 2018, alentando a la industria espacial comercial de EE. UU. a introducir nuevas tecnologías de aterrizaje para llevar la NASA y las cargas útiles comerciales a la superficie de la Luna. Con 14 proveedores de CLPS actualmente bajo contrato y elegibles para ofertar por entregas de carga útil a la Luna, la NASA solicita ofertas de las compañías según sea necesario y otorga órdenes de tareas de superficie para entregas en la superficie lunar. La agencia ya otorgó múltiples entregas y asignó cargas útiles a vuelos en 2021, así como la primera de dos entregas planificadas programadas para 2022. En junio de 2020 se otorgó una orden de trabajo a Astrobotic de Pittsburgh, Pensilvania, para entregar el Rover de exploración polar de investigación de volátiles o VIPER de la NASA en 2023. La agencia planea enviar instrumentos científicos y experimentos tecnológicos a la superficie al menos dos veces al año en vuelos CLPS. La NASA ya ha seleccionado más de dos docenas de instrumentos para estudiar la Luna y probar nuevas tecnologías para estos primeros vuelos CLPS, incluido VIPER. La agencia también ha anunciado un nuevo proceso para construir una base de datos interna de futuras investigaciones de la superficie lunar. A través de Payloads and Research Investigations on the Surface of the Moon o PRISM (Cargas útiles e investigaciones de investigación en la superficie de la luna), la NASA está interesada en investigaciones que maximicen las demostraciones de ciencia y tecnología básica y aplicada en diferentes ubicaciones lunares, así como en componentes de investigación individuales que serían valiosos en múltiples ubicaciones. La agencia utilizará la información de PRISM para informar los manifiestos de futuras entregas de CLPS a partir de 2023. La agencia abrirá periódicamente solicitudes de información de PRISM para recopilar nuevas ideas e investigaciones elegibles para futuras oportunidades de vuelo de CLPS.
Mientras tanto, en 2018, la NASA comenzó el proceso de adquisición de Human Landing Systems (Sistemas de Aterrizaje Humano) (HLS) proporcionados comercialmente para cumplir con el objetivo de enviar humanos de regreso a la Luna. Aprovechando las nuevas tecnologías y estimulando la innovación competitiva, la NASA trabajará con socios comerciales para diseñar y desarrollar un HLS capaz de acceder a cualquier parte de la Luna y reutilizar secciones del sistema para aumentar la asequibilidad. El equipo emitió un Anuncio de agencia amplia (BAA) (NextSTEP Apéndice E) a la industria de EE. UU., en busca de estudios HLS, reducción de riesgos, desarrollo y demostración. Las propuestas debían presentarse el 25 de marzo de 2019, un día antes de que el vicepresidente Pence lanzara un nuevo desafío a la NASA: llevar a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna para 2024, cuatro años antes de lo planeado originalmente. La NASA se movió rápidamente para responder al desafío del vicepresidente. Para mayo de 2019, la NASA había seleccionado 11 compañías en ocho estados bajo el Apéndice E de NextSTEP para realizar estudios y producir prototipos a nivel de sistema para reducir el riesgo y avanzar en las tecnologías de aterrizaje humano. El Apéndice E permitió de inmediato a la NASA comprometerse con la industria comercial en los primeros diseños y cómo establecer mejor un enfoque de desarrollo rápido para cumplir con los objetivos de 2024. En respuesta a la nueva carga acelerada a la Luna, la agencia emitió un borrador de solicitud (NextSTEP Apéndice H) en julio de 2019, esta vez buscando comentarios sobre el desarrollo y demostración de un HLS integrado para llevar humanos a la superficie lunar para 2024 y para el desarrollo y la demostración de un HLS más sostenible para 2026. Luego de un segundo borrador en agosto y después de abordar más de 1150 comentarios, la solicitud final del Apéndice H se emitió en octubre de 2019. Se otorgaron premios a tres empresas en la primavera de 2020.
En enero de 2020, la Dirección de Misiones de Operaciones y Exploración Humana de la NASA (HEOMD) fletó una evaluación del estado del programa (PSA) de las actividades planificadas para lograr un aterrizaje humano en la Luna para 2024. La evaluación estuvo compuesta por equipos de personal de la NASA y expertos aeroespaciales externos que examinaron la arquitectura temprana general de Artemis, que incluye Orion, SLS, Exploration Ground Systems (EGS), Gateway, HLS e ingeniería de sistemas e integración entre programas. Miembros de los equipos de PSA examinaron la gestión y la integración entre programas, los riesgos de cronograma, los riesgos técnicos, la integración de ingeniería de sistemas técnicos y la minuciosidad del programa de prueba. Luego de la evaluación de seis semanas, los hallazgos de PSA indicaron que el enfoque de Artemis III que se tomó como referencia para el cronograma de aterrizaje original de 2028 y, por lo tanto, el cronograma para cumplir con el objetivo de aterrizar la primera mujer y el próximo hombre en la Luna para 2024 dependía significativamente de la maduración de nuevas tecnologías. Con base en los hallazgos, la NASA está realizando estudios con los proveedores de HLS para investigar dónde los sistemas TRL altos pueden mejorar el cronograma de Artemis III.
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| Concepción artística de Gateway en órbita lunar. Créditos: NASA |
Otro cambio resultante de los hallazgos de PSA incluyó el lanzamiento del PPE y HALO de Gateway juntos en un solo cohete. Inicialmente, la NASA estaba planeando lanzamientos separados en 2022 (PPE) y 2023 (HALO) y posteriores encuentros y acoplamientos autónomos en órbita lunar. La integración de PPE y HALO en tierra es un enfoque rentable para reducir el riesgo técnico y mejorar el éxito de la misión al eliminar la necesidad de acoplar dos segmentos en el espacio profundo. Mientras esté en órbita lunar, este Gateway temprano demostrará su órbita única y operará cargas científicas en el espacio profundo.
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