De la Tierra a la Luna
La Luna, el único de los satélites naturales de la Tierra, siempre ha despertado una gran admiración por parte de la humanidad. Tanto es así, que existen multitud de novelas y ficciones que tratan el tema del viaje a la Luna. Julio Verne publicó a lo largo de los meses de septiembre y octubre del 1865 los capítulos de su novela De la Tierra a la Luna. En ella, Verne propone un viaje a la Luna mediante una nave propulsada con un cañón. En la novela se resuelven las características principales de la misión: ¿cómo debería ser el proyectil? ¿qué tamaño debería tener? ¿cuánta pólvora usar? ¿cuál es el mejor sitio para realizar el lanzamiento? Esta aventura causó tanto furor que a principios del siglo XX George Méliès, fuertemente influenciado por las ideas de Verne, realizó uno de los primeros cortos de ciencia ficción: Viaje a la Luna. Méliès plasma en pantalla las dificultades y peripecias que tal viaje supondría.
La exploración lunar lleva unos años en la mente de las grandes agencias. Son muchos especialistas los que consideran que volver a la Luna permitirá probar y expandir los límites de la tecnología. Con esta motivación en mente la NASA, la ESA y la JAXA, entre otras agencias, se han unido para lanzar las misiones Artemis. Este ha sido uno de los grandes impulsos en la exploración espacial desde las misiones Apolo. Este verano (el del 2022), hemos podido asistir al resurgimiento de las misiones espaciales. Gracias a los varios intentos infructuosos de lanzamiento del módulo Orión la exploración espacial ha vuelto a la actualidad. El módulo Orión es el elemento principal de las misiones Artemis. El lanzamiento estaba inicialmente planificado para el 29 de agosto, se tuvo que cancelar debido a problemas con las pruebas de prelanzamiento. Se volvió a planificar para la siguiente ventana de lanzamiento a finales de septiembre. Sin embargo, la tormenta tropical Ian provocó un nuevo retraso para llevar el lanzamiento provisional a la ventana del 12 al 27 de noviembre.
Ante tantas cancelaciones resulta habitual oír comentarios parecidos a “si en el 69 la NASA consiguió colocar varias tripulaciones en la superficie lunar, ¿Cómo es posible que no seamos capaces de enviar una nave que se acerque a ella?”. A pesar del tiempo, las tecnologías tanto a nivel de software como de hardware han evolucionado. No debemos olvidar que los ordenadores a bordo de las misiones apolo tenían menos capacidad de cómputo que cualquiera de los móviles que llevamos hoy en día. Así pues, realizar las pruebas prelanzamiento se vuelve algo de vital importancia y que nos permite avanzar a paso lento, pero seguro.
Al igual que ha evolucionado la tecnología, ha avanzado el conocimiento sobre el entorno terrestre. El camino para viajar a la Luna no siempre es una línea recta. Probablemente, un experto diría que nunca es una línea recta. En efecto, el viaje por el espacio sigue las leyes de Kepler. La primera de ellas nos describe el movimiento típico de un objeto sujeto a la gravitación de otro masivo:
La órbita de un objeto alrededor de uno masivo sigue una sección de una cónica, esto es: una circunferencia, una elipse, una parábola o una hipérbola.
Así pues, se podría considerar el movimiento en línea recta como una hipérbola degenerada, matemáticamente es posible. Sin embargo, la energía para poner la nave en tal órbita está fuera del alcance de los motores existentes hoy en día. Esto provoca que, para transferir una nave de la Tierra a la Luna, la estrategia más habitual resulte en realizar un impulso que la coloque en una órbita elíptica que la deje cerca de la Luna, conocido como inyección translunar. Y en la proximidad de la Luna otro impulso, conocido como maniobra de inserción en órbita lunar, para “frenar” la nave y dejarla atrapada por el pozo gravitatorio de la Luna para poder realizar la misión que corresponda. Este tipo de transferencia recibe el nombre de transferencias Hohmann. Se trata de viajes rápidos en términos espaciales pues son capaces de situarnos en la Luna en aproximadamente 3 días. Está rápida duración es adecuada para misiones de exploración tripulada. La vuelta suele realizarse de forma parecida, con lo que en 8 días (3 de ida, 3 de regreso y 2 de misión) se puede realizar una misión razonable a la Luna.
Con el nuevo impulso a la exploración lunar, también han aparecido nuevas propuestas y ambiciones. Probablemente, la que mayor pasión despierta es la de montar una base lunar permanente. Esto genera un importante avance en el conocimiento de la vida en el espacio. Uno de los retos que plantea tener una base permanente consiste en subministrar materiales y productos básicos para la vida (oxigeno, agua, comida, etc.). Para este tipo de misiones, existen nuevas tecnologías que permiten abaratar el coste del viaje a cambio de un incremento de la duración del mismo.
Estas tecnologías emplean términos muy atractivos como las velas solares o los motores de combustión iónica. Ambos mecanismos se caracterizan por subministrar un impulso pequeño durante un largo periodo de tiempo. Por ahora, tanto las misiones a la Luna como las nuevas tecnologías de propulsión están dejando la ficción para ser ciencia realidad. Al igual que Verne describió un posible viaje a la Luna, la investigación en esta tecnología, tanto a nivel técnico como de las trayectorias que nos permite explorar, puede abrir las puertas al futuro de la exploración espacial.