La Gran Semana de la NASA

Nov 11, 2023

En mi semana típica, gasto una buena cantidad de ancho de banda simplemente desviando el abrumador volumen de píxeles que brotan en mi bandeja de entrada y noticias. Por necesidad y en aras de la supervivencia, paso por alto gran parte de ella.

Pero tres cosas que me llamaron la atención esta semana fueron todos los informes sobre las empresas espaciales de la NASA. Dos aparecieron en las principales noticias de la noche, pero pensé que el más interesante atrajo poca atención. Primero, la gran noticia: después de años de retrasos, la NASA finalmente lanzó el Sistema de Lanzamiento Espacial en forma de la misión Artemis 1. El lanzamiento nocturno fue un éxito espectacular, incluso si SLS es el mayor error de la NASA hasta el momento. Más sobre eso más adelante.

En segundo lugar, el Telescopio Espacial James Webb devolvió una imagen de lo que se cree que es una protoestrella, una estrella en medio de su formación. El objeto con forma de reloj de arena tiene un centro esférico que está siendo alimentado por filamentos de hidrógeno. Cuando alcance la masa crítica y la gravitación, la fusión se encenderá y, pffft, nacerá una estrella. Los astrónomos también informan haber visto lo que pueden ser objetos planetarios condensándose fuera de la nube de gas. Estas observaciones se realizaron en el infrarrojo cercano y habrían sido imposibles desde telescopios terrestres. El objeto está a 460 años luz de distancia, la luz que dejó cerca de la época de Copérnico.

Estaba 50-50 sobre si JWST lograría desplegarse, llegar a la estación y devolver datos útiles. Estaba bastante seguro de que una pieza de $ 200 o una arandela extraviada arruinaría todo. Pero claramente, con $10 mil millones, el telescopio ha funcionado hasta ahora de manera brillante. Se necesitaron 30 años para llevarlo a buen término, por lo que anualmente consumió una pequeña fracción del exiguo presupuesto de la NASA. Dinero bien gastado, en mi opinión. El avance de la astrofísica es una causa digna y ha estado ocurriendo a trompicones desde que la iglesia católica le dijo a Galileo Galilei que lo cortara.

Menos de una causa digna es el SLS recién lanzado. Permítanme reformular eso. La causa (vuelo espacial tripulado) es una inspiración, el instrumento no lo es. Si bien es emocionante tener a Artemis 1 en camino a una misión circunlunar, tomó mucho más tiempo del que debería y el enfoque de la NASA para desarrollar el sistema esencialmente lo congeló con la tecnología de propulsión de 1970, esto de una agencia encargada de hacer grandes cosas al inventar nuevos tecnologías Debido a los recortes en el programa que acabaron con el proyecto Constellation, la NASA armó SLS a bajo precio, utilizando motores sobrantes del transbordador espacial, propulsores de cohetes sólidos expandidos y un tanque de combustible externo más grande, estilo transbordador. Excepto que "a bajo precio" es relativo y, en el caso de SLS, está muy lejos de la realidad.

Toda la pila costosa es prescindible. A diferencia del transbordador, que al menos recuperó los SRB, el SLS los arrojará al océano. Cuando SLS estaba en la fase conceptual después de que el programa Constellation se cancelara en 2010, el refuerzo reutilizable aún no existía, aunque imagino que SpaceX lo habría tenido en la lista de tareas pendientes.

Pero seguramente es una cosa ahora y los Falcons reutilizables de SpaceX prácticamente están cayendo de regreso a la tierra como aviones en O'Hare. Como se predijo, esto ha reducido sustancialmente los costos de lanzamiento y SpaceX planea la reutilización para el cohete Starship Mars en desarrollo que competirá con SLS para el levantamiento interplanetario pesado. Ambos propulsores están propulsados ​​por motores Raptor de última generación que SpaceX desarrolló solo para ese propósito y combinó su operación con una recuperación y reutilización confiables. Mientras tanto, SLS es el Apolo de la vieja escuela, actualizado con el hardware de Shuttle.

Esto tiene implicaciones a largo plazo para los costos del programa. Se espera que los costos de lanzamiento de SLS estén en el rango de $ 2 mil millones, pero SpaceX afirma que una vez que esté completamente desarrollado, el sistema Starship reutilizable de dos etapas podría lanzarse por tan solo $ 110 millones, según lo informado por Eli Dourado del Center for Growth and Opportunity. Debido a que tiene capacidad de reabastecimiento de combustible en órbita, el sistema Starship tiene una capacidad de carga útil potencialmente mayor que el SLS, lo que puede convertirse en un sistema sin salida económica. (Esos $110 millones se aplican a un par de propulsores, uno a un camión cisterna).

La única razón por la que SLS sobrevivió a lo que la NASA sabía que era la próxima era del espacio comercial y probablemente continuará sobreviviendo es la política. Muchos estados tienen contratistas de SLS que emplean a cientos, si no miles, por lo que los votos estaban allí para llevar a cabo un programa muy retrasado y con un presupuesto excesivo. El barril de cerdo, como siempre, sigue rodando. En el lado positivo, el programa mantiene una base de habilidades y capacidades aeroespaciales diversas. Pero es una forma terriblemente ineficiente de ejecutar un programa de cohetes, en mi opinión. Al menos el lanzamiento fue perfecto, lo que debería tener el número de ceros en la factura de la misión. Como seguidora del espacio y los cohetes, ni siquiera puedo morderme el labio porque me quedo boquiabierto al ver todo ese fuego y furia. Por fin, ¿no has dejado ninguna sensación de asombro?*

El otro logro de la NASA que pensé que era espectacular pero que recibió poca atención es algo que no hubiera creído posible: un escudo térmico inflable. Sí, leíste eso bien.

Repasemos los escudos térmicos. En los primeros días del programa espacial, desde los Mercurios hasta los Apolos, los escudos térmicos eran ablativos. Eso significa que estaban compuestos de un panal de metal lleno de resina epoxi fenólica que fue diseñada para evaporarse durante el calor de entrada, llevándose el calor en una nube de plasma incandescente. Más tarde, el transbordador espacial usó baldosas de sílice porosa que funcionaban como ladrillos refractarios en un horno industrial, aislando la estructura subyacente de la transferencia de calor.

Con Marte en mente y cargas útiles mucho más grandes, la NASA acaba de probar lo que llama el Desacelerador Aerodinámico Inflable Hipersónico o HIAD. El escudo en sí está hecho de carburo de silicio cerámico tejido lo suficientemente delgado como para enrollarse en un hilo flexible. El hilo se teje en una tela basada en una capa de cerámica que protege una estructura inflable, algo así como una pila de cámaras de aire. Todo se puede meter en una bolsa mucho más pequeña que el carenado del cohete, luego, al entrar, se infla a 20 pies de diámetro para el vuelo de prueba, frente a los 13 pies de las cápsulas Apolo. Dadas las temperaturas involucradas, al menos 2300 grados F para las entradas a la órbita terrestre, todo parece una tontería.

Pero el 10 de noviembre, en realidad la semana antes de la semana pasada, la NASA lanzó con éxito el sistema en un Atlas 5. Se infló según lo planeado y protegió una carga útil durante una entrada de 18,000 MPH, y se hundió con éxito en el Pacífico. La misión se llamó Prueba de Vuelo en Órbita Terrestre Baja de un Desacelerador Inflable o LOFTID. Alguna versión del sistema podría ser adecuada para los cohetes de Marte, que podrían intentar ingresar a la atmósfera marciana con hasta 100 toneladas de carga útil en un cohete de gran diámetro. (SpaceX, cuya Starship tiene 30 pies de diámetro, utilizará un sistema de escudo térmico de mosaico).

Estas naves espaciales, presumiblemente con personas a bordo, muchas personas si crees en SpaceX, llevarán mucho equipaje. La NASA calcula que al menos una de esas bolsas puede incluso llevar un escudo térmico. Menuda idea.

* Disculpas a Joseph Welch.