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Tecnologías de alunizaje

¿Cuáles son las tecnologías necesarias para posarse con suavidad y precisión sobre la Luna e investigar allí?

El estudio Next Lunar Lander

Estados Unidos ya estuvo allí y quieren volver, China y la India han lanzado recientemente misiones a la Luna. Y Europa también se prepara, como mínimo, para futuras misiones al satélite natural de la Tierra. Con este motivo, Airbus Defence and Space está elaborando un estudio para la

Agencia Espacial Europea (ESA) con la críptica denominación de “NEXT Lunar Lander with In-Situ Science and Mobility”, que traducido al castellano viene a decir “Vehículo de alunizaje de próxima generación, equipado para investigación y movilidad sobre el terreno”.

El estudio del Next Lunar Lander está dividido en dos fases. “En la primera etapa se definieron las directrices básicas para un concepto de misión”, explica Peter Kyr, que dirige los estudios en Airbus Defence and Space. “En este caso se trató, sobre todo, de cuestiones de estrategia para la transferencia, descenso y alunizaje, movilidad y operaciones sobre la superficie lunar así como la cuestión del reparto de pesos entre el vehículo de alunizaje y el rover lunar". Los resultados de esta primera fase ya se pudieron entregar al cliente en julio de 2008. Ahora, en la segunda fase, se fijará la totalidad del concepto de misión, y se elaborará un diseño detallado del módulo de transferencia, del vehículo de aterrizaje y del rover lunar.

Retos tecnológicos

El concepto prevé el lanzamiento mediante un cohete Soyuz, con una etapa superior Fregat. Tras la separación de la carga útil de la etapa superior, el ingenio espacial de dos fases –vehículo de alunizaje y módulo lunar— se trasladará a la órbita de transferencia, y a continuación a una órbita baja, muy próxima a la Luna, aproximadamente a unos dos kilómetros de la superficie de nuestro satélite. Allí se separará el vehículo de alunizaje del módulo de transferencia, para tomar tierra a continuación sobre la superficie, en las proximidades del polo sur de la Luna. A partir de entonces, un rover lunar abandonará el módulo de alunizaje y comenzará a llevar a cabo investigación científica.

Retos tecnológicos

 “Para un alunizaje de este tipo existe toda una serie de desafíos tecnológicos que hay que afrontar”, dice Peter Kyr con respecto a la segunda fase del estudio. “Hasta ahora sólo se orbitaba en torno a la Luna, o bien los astronautas estadounidenses alunizaje mediante control manual. Las tecnologías para un alunizaje robotizado, como el que prevé el estudio, están disponibles en este momento sólo en parte, o, en ciertos casos, aún deben ser desarrolladas desde cero”.

Entre otras, las tecnologías clave que hacen que una misión de este tipo presente tantas complicaciones son:

Navegación óptica y evitación de obstáculos

A pesar de que se puede fijar un lugar de alunizaje de antemano, mediante un sistema de navegación óptico, autónomo, es preciso garantizar que no se dirija a alguna roca, un terraplén u otros accidentes inaccesibles del terreno. Como la última fase de la aproximación de alunizaje dura sólo 75 segundos, y la exactitud de control hasta el objetivo llegará a unos pocos cientos de metros, se trata de un área de crítica importancia.

Control y propulsión 


El supuesto para el aparato de alunizaje prevé utilizar los propulsores del ATV: ocho motores de 220 Newton de empuje, así como otros cuatro de 500 Newton. Sin embargo —a diferencia de lo que sucede con el ATV en el espacio– el módulo de alunizaje no podrá permanecer inmóvil, sino que por esta razón durante todo el tiempo que dure el descenso debe dirigir y frenar la aproximación. Y precisamente a través de motores pulsantes, que deben ir sincronizados de forma variable, es decir, ser encendibles y apagables.

Otros retos tecnológicos yacen en el diseño de las patas de aterrizaje, que, con independencia de cómo sea la superficie de la Luna deben garantizar una toma de tierra suave y una posición segura que evite daño alguno al rover o a los instrumentos científicos, y que haga posible la descarga del rover y de los instrumentos de investigación.

Trabajo en equipo

El estudio se está desarrollando como parte de un trabajo en equipo en el seno de Airbus Defence and Space. Airbus Defence and Space Bremen en Alemania está a cargo de la arquitectura de misión, diseño del módulo lunar y de alunizaje y de la estimación de costes. El concepto de sistema del rover es contribución de los colegas de Airbus Defence and Space en Stevenage en el Reino Unido. Airbus Defence and Space Toulouse en Francia analiza la cuestión clave de la navegación.

A los anteriores se añaden subcontratistas e institutos tecnológicos, como por ejemplo el Instituto del DLR (organismo nacional alemán de investigación y tecnología aeroespacial) de Bremen, o el Instituto de Tecnología de Sistemas de Vuelo de Braunschweig en Alemania.

“En estas tecnologías claves que se precisan queremos alcanzar entre todos un grado de madurez tal que facilite la toma de decisiones de cara a un posible programa de desarrollo”, explica Peter Kyr. Los ingenieros tienen una meta a breve plazo: un vuelo de prueba en la Tierra, en el que el aparato de alunizaje sería lanzado desde un helicóptero, por ejemplo. “A partir de éste deberemos convencer a nuestros clientes con un análisis excelente y con propuestas clave”, dice Dr Kyr, que por sus años de experiencia sabe que los proyectos de este tipo exigen una planificación a largo plazo, con mucha paciencia y perseverancia.

En lo que respecta al posible calendario, Kyr opina que “para un proyecto de este tipo Europa necesita contar con una visión estratégica y tecnológica común”, y añade: “si todo sale bien, en 2012 una misión de demostración podría mostrar que disponemos de las tecnologías necesarias”.

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