La alineación de la Tierra y la Luna, junto con varios criterios del rendimiento del cohete y la nave espacial, determinará cuándo puede lanzarse la misión Artemis I en el cohete del Space Launch System (SLS) con la nave espacial Orión, sin tripulación a bordo.
Para determinar las posibles fechas de lanzamiento, los ingenieros han identificado las limitaciones clave necesarias para poder desarrollar la misión y mantener segura a la nave espacial. Los períodos de lanzamiento resultantes son los días o semanas en los que la nave espacial y el cohete pueden cumplir los objetivos de la misión. Estos períodos de lanzamiento explican la compleja mecánica orbital involucrada en el lanzamiento a una trayectoria precisa hacia la Luna, mientras la Tierra gira sobre su eje y la Luna gira alrededor de la Tierra cada mes, en su ciclo lunar. Esto da como resultado un patrón de, aproximadamente, dos semanas de oportunidades de lanzamiento, seguidas de dos semanas sin esa opción.
Hay cuatro parámetros principales que dictan la disponibilidad de lanzamiento dentro de estos períodos. Estas limitaciones clave son exclusivas de la misión Artemis I. La futura disponibilidad de los siguientes lanzamientos se determinarán en función de las capacidades y trayectorias concretas de cada misión:
- El día del lanzamiento se debe tener en cuenta la posición de la Luna respecto a su ciclo lunar para que la etapa superior del cohete SLS pueda cronometrar la propulsión translunar con suficiente rendimiento para interceptar la “rampa de acceso” a la órbita retrógrada distante lunar. La Exploration Upper Stage en las futuras configuraciones de los cohetes, brindará oportunidades diarias o casi diarias de lanzamiento a la Luna, según la órbita deseada.
- La trayectoria resultante para cualquier día debe garantizar que Orión no esté en la oscuridad durante más de 90 minutos seguidos para que las alas de los paneles solares puedan recibir y convertir la luz solar en electricidad, y así la nave espacial pueda mantener un rango de temperatura óptimo. Los planificadores de la misión eliminan las posibles fechas de lanzamiento que mantendrían a Orión en prolongados eclipses durante el vuelo. Esta restricción requiere tener en cuenta la ubicación de la Tierra, la Luna y el Sol a lo largo de la trayectoria de la misión, así como información acerca del estado de carga de la batería de la nave espacial Orión, antes de experimentar un eclipse.
- La fecha de lanzamiento debe respaldar una trayectoria que permita la técnica de entrada saltada durante el regreso de Orión a la Tierra. La técnica de entrada saltada es una maniobra en la que la nave espacial se sumerge en la parte superior de la atmósfera de la Tierra, y usa esa parte de la atmósfera, junto con el ascenso de la cápsula, para reducir la velocidad e impulsarse fuera de la atmósfera simultáneamente, para volver a entrar para el descenso final y el amerizaje. Esta técnica permite a los ingenieros identificar la ubicación del amerizaje de Orión y, en futuras misiones, ayudará a reducir las cargas aerodinámicas que experimentarán los astronautas dentro de la nave espacial, además de mantener las cargas estructurales de la nave espacial dentro de los límites de diseño.
- La fecha de lanzamiento debe contemplar la disponibilidad de luz diurna en el Océano Pacífico para ayudar al personal de recuperación en el amerizaje de Orión.
Los períodos que se muestran a continuación indican la disponibilidad de fechas para el lanzamiento hasta finales de 2022. Los planificadores de misiones afinan los períodos según se va actualizando el análisis, aproximadamente dos meses antes de que comiencen y, por ello, están sujetos a cambios.
- 26 de julio – 10 de agosto:
13 oportunidades de lanzamiento, excepto los días 1, 2 y 6 de agosto.
- 23 de agosto – 6 de septiembre (preliminar):
12 oportunidades de lanzamiento, excepto los días 30 y 31 de agosto, y el 1 de septiembre.
- 20 de septiembre – 4 de octubre (preliminar):
14 oportunidades de lanzamiento, excepto el 29 de septiembre.
- 17 de octubre – 31 de octubre (preliminar):
11 oportunidades de lanzamiento, excepto los días 24, 25, 26 y 28 de octubre.
- 12 de noviembre – 27 de noviembre (preliminar):
12 oportunidades de lanzamiento, excepto los días 20, 21 y 26 de noviembre.
- 9 de diciembre – 23 de diciembre (preliminar):
11 oportunidades de lanzamiento, excepto los días 10, 14, 18 y 23 de diciembre.
El calendario también designa si un lanzamiento en una fecha en particular tendrá una duración más corta, entre 26 y 28 días, o más larga, entre 38 y 42 días. La duración de la misión varía si se realiza media vuelta o una vuelta y media alrededor de la Luna en la órbita retrógrada distante antes de regresar a la Tierra, y aumenta la cantidad de días en los que la misión se puede lanzar y cumplir con las restricciones.
Las oportunidades de lanzamiento, además de estar basadas en la mecánica orbital y los requisitos de rendimiento, también dependen de la infraestructura del Kennedy Space Center de la NASA, en Florida. Debido a su gran tamaño, los tanques esféricos en la plataforma de lanzamiento utilizados para almacenar el propulsor criogénico, solo pueden suministrar un número limitado de intentos de lanzamiento en función del tipo de propulsor. El oxígeno líquido y el hidrógeno líquido se cargan en la etapa central y la etapa superior del cohete el día del lanzamiento. Si posteriormente se cancela el lanzamiento, hay un mínimo de 48 horas hasta que se pueda realizar un segundo intento de lanzamiento. Después hay un mínimo de 72 horas antes de que se pueda hacer un tercer intento, debido a la necesidad de reabastecer la esfera de almacenamiento criogénico con más propulsor de fuentes cercanas. En una semana determinada, no pueden ocurrir más de tres intentos de lanzamiento.
Edición: R. Castro.