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27/04/2024

IM1 Odysseus y la nueva carrera espacial

Fermín Romero / Viernes, 1 Marzo 2024 - 01:00

El pasado 22 de febrero de 2024 alunizó la Misión Intuitive Machines-1 Odysseus (Odie) Moon Lander, aun cuando no lo hizo de manera perfecta. El Nova-C IM1 (CLPS 2, TO2-IM, Odysseus), alunizó, pero aparentemente se volcó (debido al software EagleCam que no fue expulsado antes del alunizaje) en Malapert A, un cráter a unos 10 grados del polo sur de la Luna, una semana después del lanzamiento a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 v1.2 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA, el pasado 15 de febrero; para alunizar en una zona poco explorada y de especial interés para la investigación científica. El lugar en el que alunizó Odysseus es uno de los candidatos para el alunizaje de la etapa tripulada de la misión Artemis. Odie es la primera nave espacial privada de origen estadounidense que realiza un alunizaje “suave” (a una velocidad inferior a los 10 m/s), en volver a la Luna desde la misión Apolo 17 (52 años después), algo no visto desde el 11 de diciembre de 1972. “Odysseus tiene un nuevo hogar", fue el mensaje con el que la NASA confirmó el momento del contacto. La hazaña del alunizaje de Odie, Intuitive Machines, SpaceX y la NASA, hace historia y representa un gran paso para los EE.UU., en la nueva carrera espacial (NCE).

La empresa Intuitive Machines (IM) confirmó que su módulo de aterrizaje es un módulo de aterrizaje lunar desarrollado de forma privada por IM para el Google Lunar-X-Prize y luego ofrecido comercialmente. En mayo de 2019, Nova-C de IM fue seleccionado por el programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA para entregar hasta cinco cargas útiles a Oceanus Procellarum para julio de 2021, para respaldar el programa lunar Artemis. A principios de 2023, el objetivo de la misión cambió a la región del polo sur, lo que requirió modificaciones para un entorno diferente.

Esta es la primera misión de Intuitive Machines-1 (IM-1) bajo el programa CLPS de la NASA, que compra servicios de empresas como IM para llevar cargas útiles de ciencia y tecnología de la NASA a la superficie lunar. Las empresas diseñan, construyen y ostentan los módulos de aterrizaje y adquieren servicios de lanzamiento, localizando clientes que no sean de la NASA para cerrar contratos comerciales. La NASA pagó a IM 118 millones de dólares por la misión IM-1 y gastó otros 11 millones de dólares en las seis cargas útiles a bordo de Odie. Uno de ellos es una demostración de tecnología para un nuevo tipo de sistema de navegación de aterrizaje, Navigation Doppler Lidar (NDL), desarrollado en el Centro de Investigación Langley de la NASA. El NDL salvó -en esta ocasión- a la misión porque el sistema de altímetro láser de IM-1 no funcionó e IM utilizó en su lugar el sistema de la NASA y estableció contacto, aunque a una velocidad de datos más baja. Las cargas útiles comerciales y de la NASA están activas y muchas de ellas recopilan datos durante el vuelo a la Luna y durante el descenso a la superficie; se sabe que Odie aterrizó en algún lugar cerca del polo sur de la Luna, aunque inicialmente no se supo exactamente dónde. El objetivo era aterrizar a menos de 100 metros del punto de aterrizaje designado en el cráter Malapert-A, se cree que está a 2 o 3 kilómetros del objetivo y se trabaja con la NASA para utilizar el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) para localizarlo. Las doce cargas útiles (seis de la NASA y seis de clientes) podrán cumplir sus tareas. IM dice que Odie está en posición vertical y comenzó a enviar datos, lo que lo convierte en el primer módulo de aterrizaje lunar comercial estadounidense exitoso. Estas son las 12 cargas útiles a bordo de Odie:

ROLSES: Radio observaciones de fotoelectrones de la superficie lunar (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA)

LRA: Conjunto de retro reflectores láser (NASA Goddard)

NDL: Lidar Doppler de navegación para detección precisa de velocidad y alcance (Centro de investigación Langley de la NASA)

SCALPSS: Cámaras estéreo para estudios de la superficie lunar (NASA Langley)

LN-1: Demostrador de navegación del nodo lunar 1 (Centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA)

RFMG: Medidor de masa por radiofrecuencia (Centro de investigación Glenn de la NASA)

Material Omni-Heat Infinity de Columbia Sportswear

EagleCam de la Universidad Embry-Riddle separable del módulo de aterrizaje para capturar imágenes antes de que Odysseus tocase la superficie.

Esculturas “Fases lunares” de Jeff Koons

Cámaras ILO-X de la Asociación Internacional del Observatorio Lunar

El repositorio lunar seguro Lunaprise de Galactic Legacy Lab

Centro de datos digitales de Lonestar Data Holdings

Estas doce cargas útiles están en el exterior del módulo de aterrizaje y sólo una (esculturas artísticas de Jeff Koons) no requiere activación. El inconveniente es que algunas de las antenas para comunicarse con la Tierra están en ese panel, lo que complicó los esfuerzos para enviar comandos y recibir datos. Además de eso, IM creó su propia red de datos lunares de nueve estaciones terrestres en siete lugares alrededor del mundo para comunicarse con Odie, incluidas varias antenas parabólicas de radioastronomía y la estación terrestre Goonhilly en Cornwall, Reino Unido; algunas de las antenas han tenido reconfiguración. problemas y niveles más débiles de transmisión de energía a la distancia de la Luna. Una de las cargas útiles con las que están particularmente interesados ​​en comunicarse es EagleCam de Embry-Riddle. Se suponía que Odie expulsaría la cámara antes de que la nave alcanzara la superficie para poder tomar fotografías del aterrizaje, pero los cambios de software realizados al cambiar al sistema de navegación de la NASA impidieron su separación.

Odie pertenece a un nuevo tipo de módulo de aterrizaje lunar, menos costoso, pero también menos robusto. Alimentado únicamente por celdas solares, no por fuentes de energía de radioisótopos, no se espera que sobrevivan la noche lunar, cuando la luz del sol desaparezca durante 14 días y las temperaturas caigan a -250°C. A pesar de las dificultades, la cuestión es que Odie realizó un aterrizaje suave en la Luna y se han establecido las comunicaciones. Se espera que sus operaciones concluyan el 29 de febrero. Odie, está más cerca del polo sur que cualquier nave espacial anterior, a unos 300 kilómetros de distancia. La primera misión CLPS fue lanzada el pasado 8 de enero por Astrobotic, pero el Peregrine Lander (que llevó consigo la Misión mexicana Colmena) sufrió una anomalía en el propulsor poco después de separarse de su cohete y falló. 

La NASA reconoce que estas misiones son mucho más riesgosas que los vuelos típicos patrocinados por la NASA, pero el objetivo es desarrollar una eficiente industria comercial de aterrizaje lunar y, por lo tanto, los riesgos valen la pena con una tasa aceptable de éxito de 50-50. Las misiones robóticas CLPS apoyan el programa Artemis de la NASA para llevar astronautas a la Luna, por primera vez desde el programa Apolo. La NASA proyecta aterrizar al próximo grupo de astronautas estadounidenses cerca del polo sur lunar de Artemis III en 2026; un área de gran interés científico porque allí se han detectado reservas de agua, posiblemente depositada por cometas y protegida del sol en regiones permanentemente sombreadas.

Hasta ahora, antes de este intento de Odie, sólo algunos gobiernos y sus agencias espaciales habían logrado alunizar naves espaciales en la Luna: la Unión Soviética y los Estados Unidos en los años 1960 y 1970; China, India y Japón más recientemente. El primer intento de la India en 2019 fracasó, al igual que el de Rusia en 2023. En cuanto a los esfuerzos privados, la empresa japonesa, Ispace, y la organización israelí sin fines de lucro, SpaceIL, apuntaron sus módulos de aterrizaje comerciales a la Luna y ninguno logró alcanzar su objetivo de manera segura, al igual que Astrobotic. Todos los módulos de aterrizaje han sido robóticos, a excepción de las seis tripulaciones estadounidenses del programa Apolo entre 1969 y 1972. Peregrine (Astrobotic) y Odysseus (IM) cuentan con apoyo financiero parcial a través del CLPS de la NASA, ambos llevaban a bordo instrumentos científicos que buscan ampliar el conocimiento sobre la Luna, en el período previo al envío de humanos a la Luna, a través del NASA Artemis Program, con lo que queda claro que las asociaciones público-privadas son la vía en la NASA para continuar explorando el espacio. Por diversas razones este exitoso alunizaje representa un hito importante en la NCE y el New Space, entre las que destacan las siguientes:

1. Es la primera misión lunar comercial exitosa: Es la primera vez que una empresa privada, IM, ha logrado alunizar con éxito una nave espacial. Este logro marca un cambio significativo en la dinámica de la exploración/explotación espacial, abriendo la puerta a una mayor participación del sector privado en futuras misiones.

2. Se trata de una demostración de tecnologías clave: La misión llevó a cabo una serie de demostraciones tecnológicas, incluyendo un sistema de aterrizaje de precisión y un rover lunar. Estas tecnologías podrían ser utilizadas en futuras misiones lunares, tanto públicas como privadas.

3. Confirma, consolida y expande la colaboración público-privada: La misión fue financiada en parte por la NASA, lo que demuestra la creciente colaboración entre las agencias espaciales públicas y las empresas privadas en el ámbito de la exploración espacial.

4. Otorga un fuerte impulso al New Space: El éxito de la misión ha generado un gran interés en el New Space, que se refiere al desarrollo de nuevas tecnologías espaciales por parte de empresas privadas, lo que podría conducir a una mayor inversión en la exploración espacial y a un ritmo más acelerado de innovación.

5. Fortalece un paso adelante en la exploración lunar: La misión IM1 contribuye a un mayor conocimiento de la Luna y abre nuevas posibilidades para la exploración lunar futura, lo que incluye la búsqueda de recursos lunares, ISRU, el desarrollo de una base lunar y la eventual exploración humana del espacio profundo.

A partir de la misión IM 1 Odysseus, se espera que la NASA:

1. Mantenga y amplíe su colaboración con el sector privado: La NASA ha firmado varios contratos con empresas privadas para el desarrollo de tecnologías espaciales. Se espera que la agencia espacial siga utilizando este modelo de colaboración público-privado para futuras misiones, aprovechando la experiencia y la innovación del sector privado.

2. Invierta en nuevas tecnologías espaciales: El éxito de la misión Odysseus ha demostrado el potencial de las nuevas tecnologías espaciales. Se espera que la NASA invierta en el desarrollo de estas tecnologías para futuras misiones, como la exploración lunar y en Marte.

3. Incremente su ritmo en la exploración espacial: La colaboración con el sector privado y la inversión en nuevas tecnologías permitirán que la NASA aumente su ritmo de exploración espacial. Lo que, sin duda, llevará a la realización de misiones más ambiciosas y a un mayor conocimiento del espacio.

4. Inspire a la próxima generación de exploradores espaciales: El éxito de Odie generó un gran interés en el público por la exploración espacial. La NASA aprovechará este interés para inspirar a la próxima generación de exploradores espaciales. 

A nivel geopolítico, la misión también ha sido un éxito simbólico, ya que ha demostrado que Estados Unidos sigue siendo el líder indiscutible líder en la exploración espacial. El alunizaje de Odysseus ha generado un gran interés en el público por la exploración espacial, lo que podría ayudar a aumentar el apoyo presupuestal en el Congreso para las futuras misiones.

IM1 Odysseus es un éxito rotundo que abre nuevas posibilidades para la exploración espacial de la NASA, que aprovechará este logro para seguir adelante con sus ambiciosos planes de exploración del espacio. IM es una de varias empresas que participan en el CLPS de la NASA para colocar cargas útiles de la NASA en la superficie lunar a través de las  asociaciones público-privadas; la NASA continuará comprando servicios a estas y otras empresas en las que ha descentralizado la investigación y desarrollo de la ciencia y tecnología espacial. La NASA utilizará los datos y las tecnologías de la misión Odysseus para desarrollar un sistema de aterrizaje de precisión para futuras misiones lunares; probar nuevas tecnologías de comunicación y navegación en el espacio lunar; estudiar el regolito lunar y su potencial para la extracción de recursos, así como buscar posibles emplazamientos para su base lunar. IM1 Odysseus representa un hito importante en la NCE y el New Space, ya que demuestra la capacidad del sector privado para llevar a cabo misiones espaciales complejas, impulsa las alianzas público-privadas y abre nuevas posibilidades para la exploración lunar futura, así como posteriormente a Marte.

México aún está a tiempo de insertarse en la tendencia del New Space y la NCE impulsando el desarrollo de su sector espacial y de un ecosistema propio, la academia (LINX ICN UNAM) ya nos dio cátedra de cómo se trabajan exitosamente las misiones espaciales y lo seguirá haciendo. Es momento de que gobierno, industria se alineen con la academia y la sociedad civil organizada para impulsar -a través de la cuádruple hélice- el desarrollo espacial nacional invirtiendo en este estratégico sector. La ley secundaria, Ley Nacional de Desarrollo Espacial y el Sistema Nacional de Innovación Espacial deben converger con el Plan Nacional de Desarrollo Espacial que diseñe la Agencia Espacial Mexicana (AEM) e integre al Plan Nacional de Desarrollo (PND) 2024-2030.

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