Abriendo el camino para las misiones tripuladas, la nave espacial Orion de la NASA, viajará miles de kilómetros más allá de la Luna durante Artemis I, para evaluar las capacidades de la nave espacial en lo que se llama una órbita retrógrada distante (DRO).
La DRO proporciona una órbita altamente estable donde se requiere poco combustible para permanecer en ella durante un viaje prolongado en el espacio profundo, y así poner a prueba los sistemas de Orión en un entorno lejos de la Tierra.
“Artemis I es una verdadera prueba de estrés de la nave espacial Orión en el entorno del espacio profundo”, dijo Mike Sarafin, Gerente de la Misión Artemis. “Sin tripulación a bordo en la primera misión, la DRO permite que Orión pase más tiempo en el espacio profundo en una misión para garantizar rigurosamente que los sistemas de la nave espacial, como orientación, navegación, comunicación, energía, control térmico y otros, estén listos para mantener a los astronautas seguros en futuras misiones tripuladas.”
La órbita es “distante” en el sentido de que está a gran altura de la superficie de la Luna, y es “retrógrada” porque Orión viajará alrededor de la Luna en dirección opuesta a la dirección en que la Luna viaja alrededor de la Tierra. Orión viajará unos 386.000 kilómetros desde la Tierra hasta la Luna, luego unos 64.000 kilómetros más allá de la Luna, en su punto más lejano, mientras se desplaza en la DRO.
La DRO es altamente estable debido a sus interacciones con dos puntos del sistema planeta-luna donde los objetos tienden a quedarse quietos, en equilibrio entre la atracción gravitacional de dos grandes masas, en este caso la Tierra y la Luna, lo que permite que una nave espacial reduzca el consumo de combustible y se mantenga en posición mientras viaja alrededor de la Luna.
Después de que la nave espacial obtenga su gran impulso hacia la Luna con el motor de la etapa superior del cohete SLS, el módulo de servicio de Orión, construido por la ESA (Agencia Espacial Europea), proporcionará la propulsión para llegar a la DRO. El uso de la DRO para Artemis I requiere de la utilización de cuatro impulsos para la orientación en la navegación principal, dos cerca y dos lejos de la Luna, para entrar y salir de la órbita. Orión volará en su aproximación lunar más cercana a unos 100 kilómetros sobre la superficie de la Luna. Luego será asistido con la fuerza gravitatoria de la Luna junto con un encendido propulsor, conocido como sobrevuelo motorizado de salida, para dirigir la nave espacial hacia la DRO, donde Orión realizará una segunda quema de propulsión para entrar en DRO y estabilizarse en la órbita.
“Orión pasará entre 6 y 19 días en la DRO para recopilar datos y permitir que los controladores de la misión evalúen el desempeño de la nave espacial”, dijo Nujoud Merancy, jefe de la Exploration Mission Planning Office en el Johnson Space Center de la NASA, en Houston. “La duración exacta de la estancia de Orión en la DRO está determinada por el momento del lanzamiento, debido a la mecánica orbital”.
Para su viaje de regreso a la Tierra, Orión realizará un encendido de salida desde la DRO para dirigirse a otro sobrevuelo cercano a unos 100 kilómetros de la superficie de la Luna. Otro encendido del motor por parte del módulo de servicio, conocido como encendido de sobrevuelo impulsado por retorno, y la asistencia de la gravedad de la propia Luna, impulsarán a Orión en una trayectoria de regreso a casa, donde la Tierra acelerará a Orión a una velocidad de aproximadamente 40.000 km/h. Esta increíble velocidad producirá temperaturas de unos 2800 grados Celsius (la mitad de la temperatura de la superficie del Sol) en el módulo de la tripulación durante la entrada a la atmósfera, brindando la oportunidad de demostrar el escudo térmico de Orión y el amerizaje asistido por paracaídas en el Océano Pacífico.
Inicialmente la NASA estudió la DRO como apoyo para la Asteroid Redirect Mission (ARM), que fue paralela al desarrollo inicial del SLS y Orión. El plan de ARM era capturar un asteroide cercano a la Tierra y redirigirlo a una DRO lunar. Debido a la estabilidad de la órbita, el asteroide podría permanecer allí durante cientos de años con fines de investigación sin necesidad de utilizar la propulsión para mantener su órbita.
“El conocimiento de la NASA sobre la DRO evolucionó a partir de muchos estudios previos de arquitectura de vuelos espaciales tripulados”, dijo Merancy. “Como resultado de los estudios para la ARM, los planificadores de misión de la NASA desarrollaron una sólida base de conocimiento de la órbita y determinaron que la DRO podría cumplir los objetivos de Artemis I, por lo que los planificadores de la misión optaron por capitalizar los estudios y el conocimiento de este como destino de la misión”.
Con Artemis, la NASA llevará a la primera mujer y la primera persona de color a la Luna y establecerá una exploración a largo plazo como preparación para las misiones tripuladas a Marte. El SLS y Orión, junto con el sistema comercial de aterrizaje humano y el Gateway que orbitará la Luna, son la columna vertebral de la NASA para la exploración del espacio profundo.
Edición: R. Castro.