En las misiones Artemis de la NASA, solo viajará una nave espacial. Orión, la nave espacial más reciente de la NASA construida para humanos, está diseñada para ser capaz de enviar astronautas a la Luna y es una referencia clave para poder enviarlos en el futuro a Marte.
Una cápsula Orión sin tripulación se probará en la misión Artemis I y viajará 64.000 kilómetros más allá de la Luna, más lejos que cualquier nave espacial que haya sido construida para humanos. Esta misión preparará la misión Artemis II (tripulada) y misiones posteriores, que llevarán a los astronautas a la superficie de la Luna y al Gateway lunar.
La tripulación y el módulo de servicio de Orión llevarán a los astronautas al espacio profundo. El sistema de aborto de lanzamiento (ubicado en la parte superior de la nave espacial) tiene la función de alejar el cohete del módulo de la tripulación con los astronautas en su interior de manera segura en caso de emergencia, y se desechará tras el lanzamiento y ascenso exitoso desde la parte superior del Space Launch System.
Módulo de tripulación
El módulo de tripulación de Orión, a veces denominado cápsula, se nutre de más de 60 años de experiencia en exploración espacial de la NASA. Está construido por el contratista principal Lockheed Martin y puede proporcionar espacio vital en misiones para cuatro astronautas, para hasta 21 días, sin acoplarse a otra nave espacial. Los avances en tecnología para viajes en el espacio profundo, como soporte vital, aviónica, sistemas de energía y protección térmica de última generación, ayudarán a la tripulación durante el lanzamiento, el aterrizaje y la recuperación.
Recipiente a presión
La estructura subyacente del módulo de la tripulación se denomina recipiente a presión. El recipiente a presión consta de siete grandes piezas de aleación de aluminio que se han unido mediante soldadura por fricción en las instalaciones de ensamblaje Michoud de la NASA (en Nueva Orleans). El proceso ha proporcionado una fuerte cápsula hermética pero, a la vez, liviana.
Carcasa trasera
Lo que envuelve el recipiente a presión es la cubierta protectora en forma de cono del módulo de la tripulación, conocida como la carcasa trasera, compuesta por un sistema de protección térmica que consta de 1.300 placas. El mosaico está hecho de un material de fibra de sílice similar a los que se usaron durante más de 30 años en el transbordador espacial, y protegerán a la nave tanto del frío del espacio como del calor extremo del reingreso en la atmósfera.
Escudo térmico
La parte inferior de la cápsula, que es la que experimentará las temperaturas más altas cuando Orión regrese a la Tierra, está cubierta por el escudo térmico más grande del mundo, que mide 5 metros de diámetro. El escudo térmico protegerá a Orión cuando entre a la atmósfera de la Tierra, viajando inicialmente a unos 40.000 km/h y soportando temperaturas de casi 2,800 °C, aproximadamente la mitad del calor del Sol.
La superficie exterior del escudo térmico está hecha de bloques de un material llamado Avcoat, una versión reformulada del material utilizado en las cápsulas Apollo. Durante el descenso, el Avcoat sufrirá fracturas o quema de forma controlada, evitando que el calor impregne a Orión.
Cubierta delantera de la nave
La cubierta delantera de la nave en la parte superior del módulo de la tripulación protege la parte superior de la cápsula y los paracaídas de Orión durante el lanzamiento, el vuelo orbital y el reingreso. Está cubierto con las mismas placas de protección térmica que la carcasa trasera. Después de que la nave espacial vuelva a entrar en la atmósfera de la Tierra, se desechará (a una altitud de aproximadamente 7.000 metros) para permitir el despliegue del sistema de paracaídas.
Propulsores del Reaction Control System
El módulo de la tripulación tiene un sistema de propulsión compuesto por 12 pequeños motores, llamados propulsores del Reaction Control System. Cuando el módulo de la tripulación se separe del módulo de servicio para la reentrada, los 12 propulsores se utilizarán para guiar el módulo de la tripulación, asegurarse de que esté correctamente orientado con el escudo térmico hacia abajo y mantener la nave espacial estable durante su descenso.
Interior
En el interior de Orión, una estructura de aluminio de vigas entrecruzadas, llamada columna vertebral, proporciona la estructura de la superficie donde se sitúan los asientos de la tripulación y es donde se ubicarán los casilleros de almacenaje de la tripulación. Es el lugar donde se almacenará la mayor parte del equipo que la tripulación necesitará para vivir en el espacio durante las misiones.
Los cuatro asientos del módulo de la tripulación están diseñados para alojar a casi el 99 % de la población humana. Los asientos son ajustables para garantizar que los astronautas puedan alcanzar todos los controles mientras usen sus trajes presurizados.
Alojamiento de la tripulación
Hay una serie de adaptaciones que ayudarán a los astronautas a sentirse como en casa. Los tanques y un dispensador proporcionarán agua potable y una forma sencilla para rehidratar y calentar la comida. La zona de higiene de Orión contará con un nuevo inodoro compacto, con un diseño que facilita el uso en el espacio tanto para hombres como para mujeres. Se ha incorporado un dispositivo de ejercicio que proporcionará entrenamiento aeróbico y de fuerza para los astronautas. En caso de un evento de radiación, como una llamarada solar, los miembros de la tripulación se refugiarán en dos grandes cabinas ubicadas en la superficie de la cápsula, provistos de los densos materiales descritos anteriormente como medio de protección.
Pantallas y controles
Los astronautas operarán a Orión utilizando un sofisticado sistema de visualización y control que utiliza un software avanzado para ayudar a la tripulación. Esta podrá comandar la nave espacial utilizando solo tres pantallas, alrededor de 60 interruptores físicos, dos controladores manuales giratorios, dos controladores manuales de traslación y dos dispositivos de control del cursor. Los procedimientos electrónicos también están programados en el sistema para ayudar a la tripulación en los procesos diarios y de emergencia, ahorrando tiempo y espacio a la tripulación y haciendo obsoletos los grandes manuales en papel de las operaciones del sistema.
Sistemas de control ambiental y soporte vital
Los sistemas de control ambiental y soporte vital harán del módulo de la tripulación un lugar habitable para los astronautas. Un nuevo sistema regenerable elimina el dióxido de carbono y la humedad y mantiene limpio el aire de la cabina. El sistema también mantiene la temperatura y la presión de la nave espacial y detecta si el entorno interno se vuelve inseguro. Los trajes espaciales del sistema de supervivencia de la tripulación de Orión interactúan con el soporte vital para mantener vivos a los astronautas hasta seis días, permitiéndoles regresar a casa en caso de despresurización de la cabina.
Paracaídas
El módulo de la tripulación alberga el sistema de paracaídas de Orion. Los paracaídas permiten un aterrizaje seguro para los astronautas que regresan a la Tierra a altas velocidades en la nave espacial. La atmósfera de la Tierra (que actúa como un freno para Orión) inicialmente reducirá la velocidad de la nave espacial de aproximadamente 40.000 km/h a 520 km/h. Después, el sistema de 11 paracaídas debe desplegarse en una secuencia precisa para reducir la velocidad de Orión hasta los 30 km/h para amerizar en el Océano Pacífico.
Módulo de servicio europeo
Debajo del módulo de la tripulación se encuentra el Módulo de servicio europeo de Orión, proporcionado por la ESA (Agencia Espacial Europea) y construido por el contratista principal Airbus. El módulo de servicio es el motor de la nave espacial: le proporciona electricidad, propulsión, control térmico, aire y agua.
Propulsión
El módulo de servicio de Orión proporciona capacidades de propulsión que le permiten dar la vuelta a la Luna y regresar en sus misiones. El módulo de servicio tiene 33 motores de varios tamaños. El motor principal proporcionará importantes capacidades de maniobra en el espacio, incluida la inserción de Orión en una órbita retrógrada distante y su salida de la órbita para regresar a la Tierra. Los 24 propulsores de control de reacción se utilizan para dirigir y controlar a Orión mientras esté en órbita. También se utilizan ocho motores auxiliares para maniobras de traslación, actuando como respaldo del motor principal. El sistema de propulsión también tiene la capacidad de traer a la tripulación a la Tierra en una variedad de situaciones de emergencia, incluidos escenarios de aborto después de que el sistema de aborto de lanzamiento ya se haya desechado.
Energía
El sistema de energía eléctrica del módulo de servicio proporciona energía para toda la nave espacial Orión. El sistema gestiona la energía generada por los cuatro paneles solares de las alas del módulo, que proporcionan la electricidad necesaria para alimentar dos casas de tres habitaciones. Se utilizan un total de 15.000 células solares en los cuatro conjuntos para convertir la luz en electricidad, y los conjuntos pueden girar para permanecer alineados con el Sol, obteniendo así la máxima potencia.
Control Térmico
El sistema de control térmico incluye radiadores e intercambiadores de calor para mantener a los astronautas y el equipo a una temperatura agradable. El sistema de control térmico incluye una parte activa, que transfiere el calor de toda la nave espacial a los radiadores del módulo de servicio, y una parte pasiva, que protege el módulo de servicio de los ambientes térmicos internos y externos.
Almacenamiento de consumibles
El sistema de almacenamiento de consumibles del módulo de servicio proporciona agua potable, nitrógeno y oxígeno al módulo de tripulación, almacenados en tanques. El agua potable la proporciona el sistema de suministro de agua, cubriendo las necesidades de uso de agua de la tripulación durante la misión. El oxígeno y el nitrógeno los proporciona el sistema de suministro de gas, con la cantidad de gases en cada tanque ajustable según el perfil de la misión.
El módulo de tripulación de Orión se separará del módulo de servicio poco antes de volver a entrar en la atmósfera terrestre. El módulo de la tripulación es la única porción de Orión que regresará a la Tierra al final de cada misión. En los primeros vuelos, se reutilizarán los componentes del módulo de tripulación de alto valor, como la aviónica y los sistemas de control ambiental y soporte vital, con vistas a reutilizar más componentes en misiones posteriores.
A través de las misiones Artemis, la NASA llevará a la primera mujer y la primera persona de color a la Luna, abriendo el camino para mantener una presencia lunar a largo plazo y sirviendo como trampolín para las futuras misiones tripuldas a Marte.
Edición: R. Castro.