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El sistema clave para la estación espacial en la Luna se hace en Tres Cantos: así es el PMAD

El sistema clave para la estación espacial en la Luna se hace en Tres Cantos.

La madrileña sede de Airbus en Tres Cantos es la representación española en el programa conjunto de la ESA y la NASA

El PMAD se encargará de administrar y gestionar la energía de toda la Gateway en sus misiones a la Luna y como trampolín para los viajes a Marte.

En menos de 10 años, la Estación Espacial Internacional no será más que un amasijo de metal estrellado en algún punto por determinar del océano Pacífico. La concluyente decisión de la NASA viene precedida del lanzamiento de una nueva plataforma espacial llamada Gateway que orbitará la Luna como parte del programa Artemis y en la que una compañía de Tres Cantos (Madrid) trabaja casi a contrarreloj.

Crisa, como así se llama, abrió sus puertas en 1985 con el objetivo de desarrollar software y diseñar equipos electrónicos para la industria aeroespacial. Actualmente, camino de las 40 décadas de funcionamiento e integrada totalmente en la europea Airbus, tiene en sus manos la responsabilidad de hacer posible el regreso del humano a la Luna y de servir como catapulta a la exploración interplanetaria.

«Todo esto empezó gracias a un compañero que realizó una visita comercial a varias empresas de Estados Unidos», ha contado a EL ESPAÑOL – Omicrono Emilio Lapeña, responsable técnico del proyecto HALO PMAD en Airbus Crisa. El resultado del viaje fue un contrato con Northrop Grumman —una de las empresas más importantes de la industria aeroespacial y militar— para el sistema de propulsión y energía (PPE) de Gateway. Algo que tras más de un año de trabajo finalmente no salió adelante al elegir la NASA otra propuesta.

Pero la semilla de la colaboración germinó. «Conseguimos capturar el interés de Northrop Grumman porque vieron que disponíamos de una tecnología notablemente avanzada«. En particular, un sistema desarrollado primero para la misión de exploración de Júpiter de la Agencia Espacial Europea y después aplicado la malograda propuesta de PPE en Gateway.

«Posteriormente, Northrop Grumman entró a competir por el HALO [Habitation and Logistics Outpost o Puesto Avanzado de Vivienda y Logística] y ofertaron a la NASA una modificación de un vehículo de carga que actualmente opera en la Estación Espacial Internacional», prosigue Lapeña.

Elemento clave

Tras ese primer intento infructuoso con el sistema de propulsión y energía, la NASA adjudicó a Northrop Grumman el desarrollo del HALO y con él la participación española en uno de los proyectos espaciales más importantes hasta la fecha. «Desde el minuto uno nosotros fuimos en equipo con ellos», comenta Lapeña.

Gateway con módulos

Gateway con módulos NASA / Alberto Bertolin

En concreto, el encargo de Airbus Crisa para la estación espacial Gateway es el PMADPower Management and Dristribution. El elemento de distribución fundamental para la gestión de la energía a bordo. Un bien demasiado escaso cuando se encuentren orbitando la Luna y que será clave para todas las misiones espaciales que se llevarán a cabo en ella.

El esquema más primigenio de Gateway está compuesto tan solo por un par de elementos o módulos. El primero de ellos es el mencionado sistema de propulsión (PPE) que se encargará de mantener en órbita la estación espacial y proporcionar energía gracias a sus paneles solares. El segundo elemento es HALO como centro de operaciones de los astronautas y plataforma logística. Justo ahí estará instalado el PMAD.

La NASA había planteado en un primer momento el lanzamiento por separado del PPE y HALO, que tendrían que acoplarse una vez los dos módulos se encontraran en órbita. Esto cambió en febrero de 2021 cuando se eligió a lanzador Falcon Heavy de SpaceX para la misión.

«Ahora ambas partes despegarán de la Tierra ya acopladas», comenta Lapeña. Una vez desplegado el conjunto en órbita lunar, se irán acoplando diferentes módulos al HALO; de los que PMAD también se encargará de administrar y gestionar la energía. «Al ser nosotros el primer elemento que va justo despúes del PPE [y antes del HALO], debemos gestionar los 32 kilovatios de energía que proporciona», afirma Lapeña.

Módulo HALO

Módulo HALO NASA

HALO cuenta con un puerto axial donde se unirá en una primera fase Orión y en una segunda el hábitat europeo. También dispone de un par de puertos radiales que se utilizarán para el vehículo de logística que suministrará de recursos a los astronautas en cada viaje a la Luna y para atracar el vehículo que bajará tripulado a la Luna. Este último protagonizado por una nave Starship de SpaceX modificada.

Según ha comentado Lapeña, el diseño del PMAD está basado en algunos otros trabajos que la compañía ha realizado anteriormente y que se encuentran operativos en los satélites fabricados. Pero todo cambia cuando se trata de una misión tripulada

«Aquí dentro van a ir personas, los criterios de tolerancia a fallo son mucho más exigentes que en cualquier satélite». Una de las exigencias de la NASA en este sentido pasa por desarrollar sistemas con tolerancia a fallo doble, capaces de solventar autónomamente —y por partida doble— cualquier error que se produzca a bordo. «Debemos preservar la vida humana de los astronautas como elemento irremplazable y más importante de la misión».

Tanto el diseño del PMAD como la fabricación se realiza en las instalaciones de la compañía en la localidad del noroeste madrileño. «Nosotros recibimos unas especificaciones de nuestros clientes y lo que termina saliendo de Airbus Crisa es una unidad de vuelo», ha explicado a EL ESPAÑOL – Omicrono Emilio Lapeña, responsable técnico encargado de PMAD.

Orion

Estación lunar

Si los planes de la NASA se cumplen, el primer binomio de PPE y HALO de Gateway se lanzará «no antes de noviembre de 2024 desde el Centro Espacial Kennedy a bordo de un Falcon Heavy de SpaceX», según recoge la NASA en su página web. La estación lunar es parte clave del programa Artemis, que pretende volver a poner al humano en la superficie del satélite natural.

«Nuestro último modelo de vuelo está planeado enviarse a Estados Unidos entre finales del 2023 y principios del 2024″, comenta Lapeña. En la posibilidad más alejada en el tiempo, y teniendo en cuenta todo el proceso de integración y pruebas, es posible que el lanzamiento de los primeros elementos de Gateway esté al 2025, tal y como apunta la NASA.

Gateway

Gateway NASA / Alberto Bertolin

La propia agencia espacial, que está teniendo muy en cuenta que los plazos son irrealizables, abrió la puerta a la posibilidad de dejar de lado Gateway en las primeras misiones lunares y apoyarse únicamente en SpaceX, que tampoco las tiene todas consigo. Estos retrasos son causados principalmente por diferentes fallos encontrados en el cohete lanzador SLS, que será el encargado de hacer volar a Orion rumbo a la órbita de la Luna.

Cambio de planes

Tras un laberinto judicial en el que Jeff Bezos tuvo mucho que ver, la agencia espacial estadounidense adjudicó a SpaceX la construcción del HLS o Human Landing System como el vehículo que transportará a los astronautas desde la órbita lunar hasta la superficie del satélite. La propuesta de Elon Musk es la adaptación de una nave Starship con los elementos necesarios para aterrizar en la Luna y proporcionar soporte habitacional básico.

El plan de vuelo que maneja la NASA sin contar con Gateway pasa por el viaje de la nave Orion hasta la órbita de la Luna, donde la estará esperando la Starship modificada como HLS. Después del acople, los astronautas pasarán al HLS que les servirá de ‘ascensor’ hacia y desde la superficie mientras la Orion espera la vuelta de los humanos. Hecho el trabajo, la HLS asciende de nuevo, se acopla, los astronautas pasan a Orion y vuelta a la Tierra.

Todo esto cambiará cuando la Gateway esté operativa. El programa Artemis va mucho más allá y entre los planes —a medio o largo plazo— contemplan la construcción de una colonia permanente en la Luna en la que Gateway servirá de intercambiador. Tanto de personal humano como de logística.

Orion acoplada a la Starship

Orion acoplada a la Starship NASA

Gateway tiene previsto permanecer en órbita lunar mínimo 15 años, aunque conociendo este tipo de construcciones lo más probable es que ese plazo se vea incrementado notablemente. Además de la base permanente, otro de los objetivos es que Gateway se convierta en punto de partida para los viajes interplanetarios hacia Marte.

«Es el lugar ideal para salir a pisar Marte por primera vez», comenta Lapeña. Las razones que detalla tienen que ver con la escasa gravedad de la Luna y la órbita elegida por la NASA para emplazar a Gateway. Es una órbita que interactúa con el punto de Lagrange entre la Tierra y la Luna —un punto similar al que usa el telescopio James Webb— donde la interacción de las fuerzas gravitacionales de ambos astros hace de esa zona espacial una muy estable.

«No es una órbita sencilla porque necesita de muchas correcciones, pero a cambio ofrece dos ventajas: la primera es que circula a menos de 100 kilómetros de la Luna que es el momento ideal para alunizar y la segunda es que, al ser elíptica, en el otro extremo es muy fácil volver hacia la Tierra con poca energía o salir hacia Marte«.

«Dentro de unos años, cuando miremos a la Luna, veremos un puntito brillante. Ahí estará nuestra estación espacial lunar, igual que ahora tenemos la de la Tierra». Y un sistema diseñado y fabricado en Tres Cantos será el encargado de que todo funcione como debe.

Hito de la NASA: alcanza una órbita lunar inexplorada por primera vez en la historia

La sonda CAPSTONE ha llegado a la Luna para explorar la órbita donde la NASA colocará su futura estación espacial para la misión Artemis.

Tras superar los fallos iniciales en su periplo que habían dejado a esta sonda fuera de control, CAPSTONE por fin ha llegado a la órbita lunar en la que trabajará para abrir camino a futuras misiones de la NASA en el satélite y en las que trabajan empresas españolas. Se convierte así en la primera nave en explorar una órbita lunar hasta ahora virgen y también en ser el primer cubesat en operar en la Luna.

[La NASA vuelve a retrasar el lanzamiento de Artemis ante el huracán Nicole: será el 16 de noviembre]

Ese hito se alcanzó en la madrugada del domingo al lunes 14 de noviembre a la 1:39 en hora de España peninsular. La importancia de CAPSTONE radica en los planes de la NASA para volver al satélite de la Tierra y asentarse en su superficie. Su misión es servir de avanzadilla para establecer allí en los próximos años una nueva estación espacial que sirva de puente entre la Tierra y la Luna, y más adelante, Marte.

Para ello, la sonda se ha colocado en la órbita halo rectilínea NRHO alrededor de la Luna, un camino altamente elíptico. En unos días debería seguir sus pasos la misión Artemis I si consigue despegar este miércoles 16 de noviembre tras sucesivos retrasos. De momento, las previsiones del tiempo mantienen esta nueva fecha en pie.

Próximas semanas de CAPSTONE

Antes de que llegue esa estación espacial y los futuros astronautas, CAPSTONE tiene la misión de estudiar el terreno, es decir, la nave espacial del tamaño de un microondas debe verificar la supuesta estabilidad de esta órbita durante un periodo mínimo de seis meses En esta región nunca antes se había colocado una nave espacial.

Otro de los deberes de esta sonda es realizar algunas pruebas de comunicación y navegación, algunas de las cuales las llevará a cabo junto al Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA que lleva dando vueltas a la luna desde 2009. Esta colaboración llegará en adelante, mientras CAPSTONE se encuentra aún instalándose en esa órbita NRHO.

«Esta semana se llevarán a cabo dos maniobras de corrección más pequeñas para garantizar que la nave espacial se confirme en la órbita lunar compleja» ha explicado la NASA en su actualización del domingo por la noche.

Esta órbita sencilla requiere de muchas correcciones, pero cuenta con dos ventajas por las que la NASA la habría elegido para este proyecto: circula a menos de 100 kilómetros de la Luna, el punto ideal para alunizar y además, al ser elíptica, resulta más fácil volver hacia la Tierra con poca energía o salir hacia Marte desde el otro lado. Y aquí es donde entrar los próximos planes de la agencia espacial estadounidense.

Su papel en Artemis

La sonda se ha colocado en la órbita halo rectilínea NRHO alrededor de la Luna, un camino altamente elíptico que también será ocupado más adelante por la estación espacial Gateway de la NASA. Esta estación se comenzará a construir en 2024 cuando se lancen las primeras piezas.

Partes de la Gateway

Partes de la Gateway NASA

La Gateway es una de las piezas clave para los planes de la NASA en su regreso a la Luna y en el que una empresa española de Tres Cantos trabaja a destajo. Gateway servirá de intercambiador entre la Tierra y la base lunar en la que la agencia espacial pretende instalar a un equipo de astronautas para que vivan allí y realicen experimentos.

Esta estación permanecerá durante 15 años como mínimo y en el futuro podría ser también un punto estratégico para los viajes interplanetarios para llevar a los primeros seres humanos a Marte. Si los planes salen bien, empezando por las pruebas de CAPSTONE y siguiendo con el lanzamiento del SLS y Orion dentro de unos días, en unos años podría tener la humanidad una estación espacial en la Luna como la que se ha tenido durante décadas en la Tierra.

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