El tercer Módulo de Servicio Europeo (ESM-3) de Orion está saliendo de las instalaciones de Airbus en Bremen, Alemania, y se dirige al Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, donde será ensamblado y probado junto con el Módulo de la Tripulación.
Esta tercera misión del programa Artemisa de la NASA marcará el primer regreso humano a la superficie lunar desde el Apolo 17 en 1972.
El ESM-3, construido por Airbus bajo contrato con la Agencia Espacial Europea (ESA), jugará un papel crucial en el apoyo a cuatro astronautas durante su misión de tres semanas a bordo de la nave espacial Orion: desde el momento en que dejan la órbita terrestre, durante su viaje a la órbita lunar, el acoplamiento con el Sistema de Aterrizaje Humano (HLS) en la órbita lunar, y su regreso seguro a la Tierra.
*Regulación de la temperatura de Orion en el espacio*
El espacio es un entorno hostil, con temperaturas tan bajas como -200°C. La temperatura dentro de la nave debe ser controlada para mantener a los astronautas cómodos y asegurar que todo el equipo funcione de manera óptima.
“Para gestionar la temperatura en el módulo de tripulación y el ESM, hemos desarrollado un sistema de control térmico”, explica Matthias Gronowski, ingeniero jefe de Airbus para el Orion-ESM.
La disipación térmica generada por los astronautas y el equipo en el módulo de tripulación se transfiere al ESM a través de un intercambiador de calor, que asegura que la energía térmica se radie fuera de la nave espacial a través de los radiadores.
De este modo, la temperatura en el módulo de tripulación se estabiliza a la temperatura ambiente estándar, mientras que la temperatura del equipo dentro del ESM se controla para un funcionamiento adecuado, de 20 a 60°C.
El otro medio para mantener la temperatura en el nivel adecuado es el aislamiento de múltiples capas (MLI), la manta blanca que cubre a Orion y refleja el flujo solar de vuelta al espacio. Esto evita la pérdida de calor desde el interior hacia el exterior del ESM y protege la nave espacial del entorno térmico externo.
*Necesidades básicas: respirar y beber*
La protección contra el calor y el frío es una de las necesidades básicas de los astronautas. Lo mismo ocurre con la respiración y el agua potable, y el ESM hace esto posible.
Para recrear un ambiente similar al de la atmósfera terrestre dentro del módulo de tripulación y permitir que los astronautas respiren, el ESM almacena 30 kilogramos de nitrógeno y 90 kilogramos de oxígeno.
“Necesitamos crear una atmósfera similar a la de la Tierra, lo que significa que necesitamos la mezcla adecuada de nitrógeno y oxígeno en la cabina”, dice Gronowski.
Pero el nitrógeno también tiene otro papel a bordo: se utiliza para presurizar los tanques de agua potable y permitir la distribución de agua a bordo. El ESM-3 lleva la principal fuente de agua potable para los astronautas y cuenta con un tanque de 240 litros.
*Una nave totalmente eléctrica*
A diferencia de las misiones Apolo, que usaban celdas de combustible para generar energía, Orion utiliza únicamente el sol. Las cuatro alas solares generan 11.2 kW de potencia, suficiente para alimentar dos hogares de cuatro personas en la Tierra.
“De esos 11.2 kW, usamos alrededor del 10% para los componentes del ESM y el 90% restante se destina a las baterías y equipos en el módulo de tripulación”, explicó Gronowski.
“La misión Artemis I destacó que los paneles solares podían producir un poco más de energía de lo esperado. Será útil contar con esta energía adicional a medida que evolucione el programa Artemis”.
Las baterías también proporcionan energía al módulo de tripulación después de la separación del ESM al final de la misión, momento en el que la energía de los paneles solares ya no está disponible.
*Aviónica para un alto nivel de automatización*
Para permitir que los astronautas se concentren en las tareas más importantes, la aviónica a bordo proporciona un alto nivel de capacidades autónomas, como la regulación de la temperatura o la rotación de las alas solares para seguir al sol.
“En principio, toda la nave espacial puede volar la misión completamente de forma autónoma, pero en comparación con la misión Artemis I no tripulada, Artemis III permitirá a los astronautas acoplar manualmente con el Sistema de Aterrizaje Humano”, dice Gronowski.
*33 motores para una misión única*
Una vez que la nave Orion se haya separado del lanzador, dependerá de los 33 motores a bordo del ESM para proporcionar empuje y maniobrar a Orion hacia su destino. Se utilizan tres tipos diferentes de motores.
El motor principal, un motor de maniobra orbital del transbordador (OMSE) reutilizado proporcionado por la NASA, genera 26.5 kilonewtons de empuje, suficiente para levantar una furgoneta.
Esto proporciona la energía cinética para escapar de la órbita baja de la Tierra y realizar la maniobra de inyección translunar, una maniobra que acelera la nave espacial y la pone en su trayectoria hacia la Luna. Ocho propulsores auxiliares actúan como respaldo del OMSE y proporcionan correcciones de trayectoria. Por último, veinticuatro motores más pequeños proporcionan control de actitud para maniobrar en el espacio, permitiendo a la nave realizar maniobras específicas como el acoplamiento.
El ESM es una pieza de ingeniería muy compleja de diseñar y ensamblar, con una gran cantidad de hardware y subsistemas individuales que deben cumplir con requisitos estrictos. Con más de 100 miembros del equipo de Airbus trabajando en las diferentes secciones, es un verdadero logro colectivo.
“Contribuir al regreso de la humanidad a la Luna y ser parte de este momento histórico es una gran fuente de orgullo para todos los equipos europeos de Airbus y la cadena de suministro”, concluyó Gronowski.
