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02/05/2024

Misión Colmena, México en la nueva carrera espacial

Fermín Romero / Viernes, 19 Enero 2024 - 01:00

“Esto es un logro del LINX, de la UNAM y de México, que se encuentra operando en el espacio profundo, donde muy pocos países lo han hecho aún en la historia espacial”

Dr. Gustavo Medina Tanco, jefe de la Misión Colmena

El pasado 8 de enero de 2024 se lanzó exitosamente el Cohete Vulcan-Centaur VC2S (de dos etapas, que se anticipa a  la Starship de SpaceX y se convierte en el primer cohete de carga pesada [con motores BE4 Blue Origin propulsados con metano] en alcanzar la órbita al primer intento) de United Launch Alliance (ULA), desde la plataforma de lanzamiento 41 de Cabo Cañaveral, que transportó a la misión Colmena, junto con otros experimentos de la NASA, empresas y universidades de unos 7 países, a bordo del módulo de aterrizaje lunar Peregrine Lunar Lander de la empresa estadunidense Astrobotic Technology (primera misión del programa de Servicios Comerciales de Carga Útil Lunar / Commercial Lunar Payload Services – CLPS, de la NASA, con contratos de servicios de transporte de extremo a extremo entre la Tierra y la Luna para enviar pequeños aterrizadores robóticos y vehículos de exploración y utilización de recursos in situ [ISRU] y ciencia lunar). La histórica misión Colmena, que coloca a la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) como pionera en desarrollo de micro robótica espacial, recibió apoyo del Instituto Politécnico Nacional (IPN), el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), la Agencia Espacial Mexicana (AEM), el estado de Hidalgo y un fondo sectorial de la Secretaría de Relaciones Exteriores (SRE); además se inscribe en el marco de la cooperación internacional con el NASA Artemis Program, suscrito por México en 2021. Es la primera de tres misiones planeadas, dos a la Luna y una a un asteroide, en el desarrollo de la misión Colmena participaron más de 250 estudiantes y egresados de diferentes carreras y niveles académicos de la UNAM, el IPN y la Universidad Autónoma de Chihuahua.

La innovadora y exitosa misión Colmena, configurada hace cinco años como la primera misión lunar de México, ya es un hito en la ciencia y tecnología espacial en México que -por diversas razones- representa un parteaguas entre el pasado, el presente y el futuro para el desarrollo espacial de México. Se trata de un proyecto espacial con gran potencial, desarrollado por el Laboratorio de Instrumentación Espacial (LINX) del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la UNAM, liderado por el Dr. Gustavo Medina Tanco, un gran amigo a quien conozco desde hace varios años, originario de Argentina (“mexicano por convicción, estilo Chavela Vargas”, bromeo con él), que ha dedicado parte importante de su carrera a la investigación científica en México, quien cuenta con un amplio historial de desarrollo de tecnología espacial en su haber profesional, participando en misiones espaciales en México y en colaboración con académicos e instituciones internacionales de todo el mundo; destacan la serie de nanosatélites NanoConnect I (2017), NanoConnect II (2021), en 2025 lanzará el NanoSWAI, tercero de cuatro, que cuenta con inteligencia artificial y detectores para observar el clima espacial; además de la trascendental Misión Colmena. Así como sus colaboraciones con el Experimento del Gran Colisionador de Iones / A Large Ion Collider Experiment (ALICE) del Gran Colisionador de Hadrones / Large Hadron Collider (LHC) del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear / Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire  (CERN), con el Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger (Argentina), en el programa Misiones conjuntas de Exploración para el Observatorio Espacial del Universo Extremo / Joint Exploratory Missions for Extreme Universe Space Observatory (JEM-EUSO), a bordo del Módulo Experimental Japonés Kibō, el módulo más grande de la Estación Espacial Internacional (EEI), desarrollado por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), el primer concepto de misión espacial internacional dedicado a la investigación de rayos cósmicos y neutrinos de energía extrema y, el observatorio de rayos gamma High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory (HAWC), primer experimento astrofísico de altas energías en México. EL LINX ICN UNAM desarrolla instrumentación estratosférica y espacial para aplicaciones científicas y tecnológicas con el loable objetivo de formar recursos humanos de alto nivel en el área de tecnología espacial y el desarrollo de infraestructura.

Como lo ha explicado a los medios el propio Dr. Medina Tanco y el ICN UNAM, los cinco micro robots de la misión Colmena estaban programados para -una vez en la superficie lunar- activarse con la energía obtenida a través de sus paneles solares, explorar, medir los parámetros para caracterizar el regolito (polvo fino, radioactivo y abrasivo, cargado electrostáticamente), detectar que lo hace levitar a unos centímetros del suelo lunar, calibrarse, buscarse entre sí y formar un enjambre, para transmitir información al sistema de control.  El regolito es considerado perjudicial tanto para los astronautas como para los instrumentos científicos y naves, así como uno de los mayores retos en la cercana colonización de la Luna.

El impacto positivo del éxito de la misión Colmena, al margen de la falla de una válvula en el sistema de propulsión del Peregrine que impidió el alunizaje previsto entre el 23 y 24 de febrero, es de gran alcance e importancia para México. En el ámbito científico Colmena permitirá a la UNAM y las principales universidades agrupadas en el Consejo Mexicano de Educación Aeroespacial (COMEA) así como a la AEM, acceder a nuevos conocimientos que podrán utilizarse para desarrollar nuevas tecnologías para que los micro robots de Colmena 2 operen de forma segura y eficiente en la superficie lunar, el equipo participante de la misión se beneficia ampliamente y en algunos casos compartirá su experiencia para el impulso de otros proyectos de desarrollo de tecnología espacial. En el ámbito tecnológico, Colmena demostró que México cuenta con el talento y las capacidades nacionales espaciales para desarrollar y lanzar misiones de mayor envergadura, lo que abre la puerta a futuras misiones espaciales mexicanas a la Luna y a otros cuerpos celestes. En el ámbito social, Colmena despertó el interés de una parte de la población mexicana por la ciencia y la tecnología espacial (aun cuando un amplio porcentaje de la población simplemente no se enteró, debido a la insuficiente difusión). Esto contribuye parcialmente a promover la educación STEM en México. En la colaboración internacional, al contribuir con NASA Artemis, programa internacional de exploración lunar que tiene entre sus objetivos llevar a la primera mujer y la primera persona de color a la Luna para el año 2026, Colmena forma parte del programa, y su éxito contribuye a demostrar que México está comprometido con la exploración espacial.

Las actualizaciones diarias de información del Dr. Medina Tanco -en sus redes sociales y entrevistas a los medios- dieron cuenta oportunamente de la correcta operación de la misión Colmena y la validación de sus sistemas en el espacio profundo, envío de telemetría, etc., el 11 de enero destacó lo siguiente: “A pesar de los problemas presentados por la nave Peregrine que impedirán su alunizaje, Colmena consigue alcanzar exitosamente el 75% de sus objetivos. Sólo resta la parte de operación en regolito y mediciones del plasma polvoroso en la superficie lunar, que serán implementados en Colmena 2.” El 12 de enero informó: “Colmena se encuentra en modo ciencia en estos momentos trabajando en forma autónoma con un nivel de éxito del 75% de sus objetivos iniciales” … “continuará operando en modo ciencia hasta el final de la vida del Peregrine 1”. El 17 de enero complementó: “Colmena se convirtió en un hito histórico al llevar nuestra tecnología a un nivel donde pocos países lo han hecho con anterioridad, viabilizando el diseño de la misión Colmena 2, la segunda de la serie, que será la encargada de ejecutar ese 25% de objetivos científicos sobre la superficie de la Luna que Colmena no pudo ejecutar”… “un fin glorioso pues es el inicio de Colmena 2 que volará a la Luna en 2027, construida sobre los cimientos de esta gran pequeña misión que nos permitió aprender, desarrollar los principios de una tecnología innovadora y formar una generación de jóvenes talentos en el sector espacial.” … “2030 está a la vuelta de la esquina, y la estrategia de LINX continúa infatigable para posicionar a México en la nueva era del sector espacial en la Luna y asteroides.” Afirmaciones alentadoras de un científico con toda la calidad y solvencia moral, que subrayan la urgente necesidad de que México incursione de lleno en la nueva carrera espacial y el New Space, como lo he reiterado en múltiples ocasiones, con el decidido apoyo del gobierno a través de inversión pública (1% del PIB en el PEF), promoción de la inversión privada tendiente a la creación de un ecosistema espacial (industria), impulso al desarrollo científico-tecnológico y a la  formación de capital humano especializado en el sector espacial (academia).

Entre las diversas publicaciones del ICN UNAM destacó un hilo del 11 de enero en su cuenta de X (antes Twitter), que subraya: “Después de casi 10 años de arduo trabajo de académicos y la colaboración de más de 250 estudiantes, te compartimos el momento exacto en que se confirmó el exitoso funcionamiento de #Colmena en el espacio profundo.1/5. Hoy #Astrobotic anunció que, de las 10 cargas programadas para ser puestas en marcha para pruebas, #colmena logró ser energizada, establecer comunicación y generar datos, los cuales ya se están bajando en nuestro centro de control en el #ICN 2/5. Con esto podemos decir que se han cumplido al menos 75 por ciento de los objetivos planteados para esta primera misión, la cual creó el camino futuro de #México hacia la #Luna 3/5. Se logró generar el conocimiento tecnocientífico necesario, la formación de recursos humanos altamente especializados y la vinculación con empresas e instituciones nacionales e internacionales. #Colmena #UNAM 4/5. Actualmente ya se tienen contempladas por lo menos dos misiones más, una que se podría enviar en 2027 y otra en 2030. #UNAM #Colmena #ICN 5/5.”

Por su parte, la empresa Astrobotic informó a detalle -a través de 21 actualizaciones- sobre el estado general de la misión (disponibles en su sitio web y redes sociales), entre las que destacan que: el módulo Peregrine sufrió dos fallas principales que impidieron su alunizaje. La primera se produjo poco después del lanzamiento, cuando la nave no pudo orientarse hacia el Sol para alimentarse de sus paneles solares. Esto se debió a una “anomalía técnica” en el sistema de control de orientación de la nave. La segunda se produjo horas más tarde, cuando ingenieros de Astrobotic lograron reorientar la nave. Sin embargo, durante la maniobra, se produjo una significativa pérdida de propulsor, un problema crítico para el alunizaje, ya que el módulo Peregrine lo requería para frenar su velocidad y poder descender suavemente a la superficie lunar. Sin suficiente propulsor, el Peregrine no podría controlar su descenso y pudo haberse estrellado contra la superficie lunar. En estas condiciones adversas, el Peregrine operó en el espacio profundo durante 10 días, continuó perdiendo propulsor, debido a la falla, el equipo proyectó que a la nave le quedó suficiente propulsor para mantener su trayectoria, realizar pequeñas maniobras y utilizar la capacidad a bordo del vehículo para finalizar la misión de manera responsable y de forma segura. A pesar de las fallas en el sistema de propulsión, el equipo de la misión trabajó arduamente para estabilizar el vehículo, encender las cargas útiles activas (diseñadas para encenderse) y permitir la recopilación de datos. Todas las cargas útiles se encendieron, comunicaron y lograron objetivos científicos, incluida Colmena con el 75% de sus capacidades.

Desde el 14 de enero, Astrobotic descartó la posibilidad de realizar un alunizaje seguro y anunció un plan para retornar el módulo Peregrine a la Tierra. De acuerdo con Astrobotic la preservación responsable del entorno espacial cislunar fue una prioridad para concluir la misión (18 de enero). Desde que ocurrió la anomalía del módulo de aterrizaje lunar Peregrine, la NASA y Astrobotic evaluaron la mejor manera de finalizar de manera segura la misión para preservar a los satélites en la órbita terrestre, así como evitar generar desechos en el espacio cislunar. La comunidad espacial internacional también expresó su opinión sobre el curso de acción más seguro y responsable para concluir la misión Peregrine. Al tratarse de una misión comercial, la recomendación generalizada fue dejar que la nave espacial se quemara durante su reingreso a la atmósfera terrestre, la ruta de reingreso controlado del Peregrine (noreste de Australia, como se exponía en las animaciones) no representó riesgos para la seguridad y la nave espacial se quemó en la atmósfera de la Tierra. Lo cual se validó previamente mediante análisis, mientras se continuó operando la nave espacial y se brindaron actualizaciones del estado hasta el final de la misión. Con el Peregrine aun funcionando en una configuración estable, el jueves 18 de enero de 2024, Astrobotic organizó una teleconferencia con la NASA para ofrecer las últimas actualizaciones importantes de la misión que amplió la información sobre el descenso y reingreso del módulo a la Tierra.

Las fallas en el módulo Peregrine plantean diversas preguntas sobre la confiabilidad de los sistemas de propulsión de las naves espaciales comerciales y representan un revés para la exploración lunar privada, como parte del programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA. La causa exacta de estas aún continúa investigándose, Astrobotic considera que pueden deberse a un problema de fabricación o a un error de software. Aunque los encabezados de algunos medios privilegiaron la palabra “fracaso” señalando a la NASA, a Astrobotic e inclusive a Colmena, es importante recalcar -como lo explico a detalle en esta colaboración- que Colmena es a todas luces un éxito histórico rotundo para México, el LINX ICN UNAM y su líder el Dr. Medina Tanco.  

Es ampliamente conocido que la industria espacial es altamente riesgosa -pero igualmente redituable-, en una colaboración anterior (septiembre, 2023) advertí -basado en las misiones fallidas recientes- que alunizar no es una tarea sencilla por lo que -desde un punto de vista meramente estadístico- existía la posibilidad de que Colmena no alunizara, como le ocurrió a misiones de demostración de capacidades tecnológicas (módulos de alunizaje) de empresas privadas y de agencias espaciales, entre las que destacan el intento indio Vikram Chandrayaan-2 (2019), Beresheet de la empresa israelí SpaceIL (2019), sonda Hakuto-R de la empresa japonesa Ispace (2023) y la sonda rusa Luna-25 de Roscosmos (2023), que se estrelló en la región del polo sur lunar. Este año, lo hemos atestiguado con el Peregrine Lunar Lander de Astrobotic, e Intuitive Machines lo intentará en febrero (2024) con el Nova-C Lunar Lander misión IM-1, que también busca aterrizar cerca del polo sur lunar. La JAXA confirmó el 16 de enero que el módulo de aterrizaje inteligente para investigar la Luna / Smart Lander to Investigate the Moon (SLIM) "Moon Sniper" ajustó su trayectoria en la órbita lunar para circularizar y reducir la órbita antes del alunizaje de la misión, previsto el 19 de enero (día que se publica esta columna), si tiene éxito, Japón se convertiría en el quinto país en lograr esa hazaña y el tercer país en hacerlo en este siglo. Corea del Sur tiene una misión lunar en progreso, la NASA lanzará Artemis II orbital tripulada sin alunizar en 2025, Artemis III tripulada con astronautas en la superficie lunar en 2026 y Turquía prevé enviar su primera misión espacial tripulada a la Luna también en 2026. Así se comportan las cifras de alunizajes en la industria de los lanzamientos hasta el momento. Las hazañas: china Chang'e 4 (2019) e india Chandrayaan-3 (2023), las colocó como las únicas naciones que han logrado alunizar de forma segura un vehículo en este siglo, sobresaliendo la India luego de convertirse en el cuarto país en alunizar exitosamente una nave espacial y el primero en hacerlo en el polo sur de la Luna, después de que Chandrayaan-2, no lograra el objetivo. Todo ello, en el marco de la nueva carrera espacial por establecer una presencia permanente en la Luna para aprovechar los recursos naturales y utilizarla como plataforma para Marte y otros cuerpos celestes en el espacio profundo, mediante misiones tripuladas de largo plazo.

Colmena, histórica primera misión lunar deja demasiadas lecciones, aprendizaje para los equipos que continuarán impulsando el desarrollo espacial de México en las futuras generaciones y genera confianza en que Colmena 2 tiene grandes perspectivas en 2027 cuando -sin duda alguna como lo prevé el Dr. Medina Tanco- logrará un alunizaje suave y será todo un éxito. Así ha sido desde nuestras primeras incursiones en las misiones espaciales propias: SATEX (1994), UNAMSAT B (1996), NanoConnect 1 (2017), Ulises I (2019), Painani-I (2019), AztechSat-1 (2019), NanoConnect 2 (2021), Painani-II (2021), D2/AtlaCom-1 (2021), y los desarrollos en progreso: K’oto y  KuauhtliSAT (FI- UAT – UNAM),  Constelación AztechSat 2 e Ixaya (PEU UNAM), que han formado nuevas generaciones de ingenieros enfocados al desarrollo espacial nacional, porque este país no va a claudicar en el objetivo de convertirse en un actor espacial relevante en la comunidad espacial global.

La proximidad en el establecimiento de asentamientos humanos en la antesala de la generación y desarrollo de la economía lunar (he dado detalles al respecto en colaboraciones previas) es posible mediante los Acuerdos Artemis (entre la NASA y los países socios firmantes). En el marco de la nueva carrera espacial y el New Space -que he abordado en colaboraciones anteriores-, y para la cual después de esta exitosa demostración de capacidades (misión Colmena), es evidente que México está listo para incursionar con desarrollo tecnológico aplicado al análisis y exploración de la superficie lunar para minería espacial y otros propósitos relacionados con la instalación de infraestructura, misiones robóticas y asentamientos humanos, entre otras áreas. En este contexto, la NASA busca que la colaboración de sus socios de Artemis, incluido México, allane el camino para el establecimiento de infraestructuras en la Luna (en una colaboración previa describí los aportes europeos en este rubro) y con ello coadyuvar en la transición y descentralización de la operación de las grandes entidades (agencias espaciales), a las operaciones de las empresas privadas.

Atención, estudiantes de ingeniería con proyectos de tecnología relacionados con las actividades espaciales, jóvenes emprendedores, profesionistas diversos interesados en el sector espacial e inversionistas con ganas de hacer realidad sus sueños, aquí se abrirán en breve grandes oportunidades. Ahora, es momento de construir redes de emprendimientos espaciales y empezar a diseñar y planear las futuras misiones lunares mexicanas. Recuerden que no están solos, la mentoría de expertos en la FAU y la AEM está a su alcance, siempre y cuando haya interés y compromiso decididos para completar las iniciativas de emprendimiento.

Como corolario, dada la gran relevancia del trascendental acontecimiento que representa la histórica misión Colmena, exhorto a las candidatas a dirigir el destino de México durante el siguiente sexenio, a fijar una postura ante estos desafíos que enfrenta el país en este estratégico sector. La creciente comunidad espacial mexicana está ávida de conocer sus posicionamientos y propuestas para el sector espacial, si es que las hay, porque aún no se ha visto nada relacionado con el impulso a la ciencia y la tecnología en sus discursos de pre campaña.  Por ello, desde este medio, las invito a sumarse al debate sobre la importancia del desarrollo espacial nacional y pregunto a ambas: ¿México requiere o no invertir en el desarrollo del sector espacial?, ¿Por qué? y ¿Para qué?.

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