En 2007, cuando el programa Constellation para regresar a la Luna todavía era el programa de registro para la NASA, un grupo de Lockheed Martin comenzó a investigar cómo podrían usar la cápsula lunar de Orión para enviar humanos en una misión a un asteroide. Originalmente, este plan, llamado Plymouth Rock, era solo un estudio para ver cómo una misión de asteroides con Orión podría servir como complemento de la línea de base de los planes de misión lunar de Constellation.
Ahora, se ha convertido en mucho más.
Gracias a John O'Connor de NASATech.net, podemos mostrarle algunas vistas del Orion MPCV dentro de las instalaciones de Lockheed Martin en Boulder, Colorado. Si hace clic en las imágenes, accederá al sitio web de NASATech y a las versiones extremadamente grandes de las imágenes que puede ver y ver detalles increíbles del MPCV y el edificio.
Después de cancelar Constellation en febrero de 2010, dos meses después, el presidente Obama describió el envío de astronautas a un asteroide cercano para 2025 e ir a Marte a mediados de 2030.
En mayo de 2011, la NASA confirmó que la pieza central de esas misiones será el Orion, ahora llamado el Vehículo de tripulación multipropósito Orion. El vehículo lunar Orion reutilizado ahora iría a un asteroide, tal como Josh Hopkins y su equipo de Lockheed Martin imaginaron en su estudio de Plymouth Rock.
Hopkins es el investigador principal de las misiones avanzadas de exploración humana, un equipo de ingenieros que desarrollan planes y conceptos para una variedad de futuras misiones de exploración humana.
"Normalmente, cuando tomas una nave espacial o una pieza de hardware diseñada para un trabajo e intentas descubrir cómo usarla para un trabajo diferente, descubres que hay todos estos detalles que no funcionan del todo bien, Hopkins le dijo a la revista Space. "Pero nos sorprendió gratamente que cuando tomamos esta versión lunar de Orión y la aplicamos a una misión de asteroides, es un vehículo realmente flexible y capaz y muchos de los requisitos para la misión lunar coinciden bastante bien con la misión de asteroides".
El diseño de Plymouth Rock requería el uso de dos naves espaciales Orion especialmente modificadas atracadas nariz a nariz para proporcionar suficiente espacio vital, propulsión y soporte vital para dos astronautas que se dirigían a un asteroide. Pero la NASA ha dicho que el MPCV se usará principalmente para el lanzamiento y la entrada, mientras que un módulo de habitación más grande se acoplaría al MPCV para permitir que una tripulación de 4 personas viaje al espacio profundo.
El astronauta del transbordador Tom Jones quedó impresionado con el concepto Plymouth Rock, pero sabe que se necesitará un vehículo acompañante más grande para un viaje a un asteroide. "Plymouth Rock es el enfoque minimalista para hacer una misión de asteroides", dijo. "Esa es una forma de resolver el problema de la redundancia a corto plazo".
Pero incluso desarrollar un hábitat en el espacio podría ser una cuestión de reempaquetar cosas que ya tenemos. "El módulo hab podría derivarse directamente de lo que hemos hecho para la estación espacial, o podría ser un inflable comercial como el de Bigelow, por lo que podría ser probado por una estación comercial u hotel en los próximos 10 años, para que eso se demostrará la tecnología ", dijo Jones.
"Básicamente, la compensación entre un módulo de hábitat en el espacio más grande en comparación con el enfoque dual de Orión es que al tener un hábitat separado tiene más espacio vital, más espacio de almacenamiento y existe la posibilidad de que sea mejor para realizar caminatas espaciales", dijo Hopkins "Pero luego hay que invertir los costos para desarrollar ese sistema".
Hopkins agregó que cuando él y su equipo inicialmente concibieron la misión Plymouth Rock, estaban tratando de descubrir cómo hacer una misión de asteroides lo menos posible. Usar dos Orions fue más barato que desarrollar un módulo específico para una misión de asteroides.
"Para Plymouth Rock, habíamos explicado la necesidad de aumentar básicamente la cantidad de alimentos, agua, oxígeno y almacenamiento en la nave espacial, y algo de eso se logra por el hecho de tener dos naves espaciales", dijo Hopkins.
Por ahora, la NASA aún no ha cambiado muchos de los requisitos para el MPCV de lo que eran anteriormente para el vehículo lunar, y a medida que evoluciona el diseño de la misión, también podría hacerlo el MPCV. Pero hasta ahora, el diseño lunar parece estar funcionando, y Hopkins dijo que ya hay varias características de diseño en Orion que lo hacen muy capaz como vehículo espacial.
Para las misiones lunares, Orión fue diseñado básicamente por 21 días con una tripulación a bordo que iba de la Tierra a la Luna y viceversa y que tenía aproximadamente un "período de espera" de seis meses mientras la tripulación estaba en la superficie lunar. Ese escenario funcionaría para una misión de asteroides, ya que un vuelo tripulado a un asteroide probablemente sería un viaje de ida y vuelta de seis meses, dependiendo del destino.
"Entonces, en cosas como la confiabilidad, la tasa de fugas de la atmósfera en la cabina y la protección contra la radiación y los micrometeoritos, Orion ya está diseñado para misiones de 6-7 meses para el hardware", explicó Hopkins. "Simplemente no está diseñado para tener personas durante ese largo período de tiempo".
Orion tiene paneles solares en lugar de celdas de combustible como Apollo, que permiten misiones más largas. Otro gran punto de venta es que el MPCV está diseñado para ser 10 veces más seguro durante el ascenso y la entrada que su predecesor, el transbordador espacial.
"Las velocidades de reentrada son un poco más rápidas para una misión de asteroides que para una misión lunar", dijo Hopkins, "pero el actual sistema de protección térmica que tenemos debería ser capaz de manejarlo".
Dentro del MPCV hay 9 metros cúbicos de volumen habitable. "Ese no es el volumen presurizado total de la estructura, sino el espacio que queda después de las computadoras, los asientos y los suministros, todos se tienen en cuenta", dijo Hopkins. "Eso es aproximadamente el doble del tamaño de una camioneta de pasajeros moderna, como un Toyota Sienna".
Un gran desafío es descubrir cómo usar cada rincón y grieta para empaquetar una gran cantidad de suministros en una pequeña cantidad de espacio, ya que el Orion podría servir como una especie de almacén. "Creemos que es posible", dijo Hopkins. "Hemos hecho cálculos iniciales de que podemos empacar una cantidad razonable de volumen, pero sería un ajuste bastante estrecho y también tenemos que pensar en las cosas secundarias que deben incluirse, por lo que ese es un trabajo que está en curso".
Logísticamente, el Orion MPCV podría incluso soportar hacer un EVA desde la escotilla en la cápsula.
"Tenemos una escotilla que es lo suficientemente grande como para que un astronauta con traje espacial pueda salir", dijo Hopkins, "y los sistemas internos de la nave espacial están diseñados para tolerar la despresurización de la cabina. No confiamos en la circulación de aire para llevar el calor lejos de la electrónica; tienen sus propias placas frías para quitar el calor. Las perillas están diseñadas para manipularse con guantes espaciales puestos, no solo con las manos desnudas. Muchas de esas características resultaron ser bastante aplicables a la misión de asteroides porque fue diseñada para un conjunto similar de requisitos de misión ”.
Hopkins conoce los requisitos y las capacidades del Orion, así como el hábitat en el espacio probablemente cambiarán con el tiempo, dependiendo del destino y la línea de tiempo. "Si el plan es ir a las lunas de Marte o asteroides distantes relativamente pronto, digamos a fines de 2020 o principios de 2030, podría seguir adelante y construir un hábitat espacial relativamente grande y capaz, porque definitivamente lo necesitará para aquellos Misiones más lejanas. Pero si la idea fuera ir a los asteroides más fáciles de alcanzar y hacer eso relativamente pronto, entonces podría optar por un módulo de hábitat más pequeño y simple, o tal vez incluso por el enfoque gemelo de Orión ".
Cuando el MPCV regrese de una misión a un asteroide, probablemente aterrizará en el Océano Pacífico. La NASA ha comenzado algunos en el Centro de Investigación Langley de la NASA para certificar el vehículo para aterrizajes en agua. Los ingenieros han arrojado una maqueta de MPCV de 22,000 libras en la cuenca. El elemento de prueba es similar en tamaño y forma al MPCV, pero es más rígido, por lo que puede soportar múltiples caídas. Cada prueba tiene una velocidad de caída diferente para representar las posibles condiciones de entrada del MPCV durante los aterrizajes en el agua.
Entonces, mientras estas pruebas están sucediendo y mientras Hopkins y su equipo de Lockheed Martin están trabajando y probando el Orion MPCV, la NASA todavía está tratando de decidir un sistema de lanzamiento de carga pesada capaz de llevar a los humanos más allá de la órbita terrestre baja y no han nombrado cualquiera para dirigir el diseño de una misión humana a un asteroide. El sitio web de la NASA ni siquiera tiene información oficial sobre una misión de asteroides humanos; solo menciona "más allá de la órbita terrestre baja" como la próxima parada para los humanos.
"Estamos hablando de algo que sucederá en 2025, por lo que aún no hemos decidido una nave espacial", dijo Michael Braukus de la Dirección de Misión de Sistemas de Exploración de la NASA a través de una llamada telefónica. "Estamos planeando que ocurra la misión de asteroides; es solo que no hemos designado a una persona responsable de la misión de asteroides en sí. Tenemos el Orion MPCV en construcción y estamos esperando la decisión de un sistema de lanzamiento espacial, que será el cohete que lo llevará al espacio profundo, y estamos avanzando por el camino, pero aún no hemos llegado a un punto donde hemos asignado a alguien para que comience a desarrollar la misión ".
Entonces, ese parece ser el mayor obstáculo actual de la NASA para una misión de asteroides humanos: decidir sobre el Sistema de Lanzamiento Espacial.
Artículo anterior de esta serie: Misión humana a un asteroide: ¿por qué debería ir la NASA?
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