Un equipo de investigadores analizó varias alternativas para determinar la mejor arquitectura para colocar astronautas en la Luna. El objetivo también incluye devolver a los astronautas a una estación lunar en órbita como requerirá la misión Artemis de la NASA.
El estudio, cuyo autor es Kir Latyshev del Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo, fue publicado en Acta Astronautica.
Volviendo a la Luna
En 2017, el gobierno estadounidense lanzó el programa Artemis, cuya intención es regresar a la luna para el 2024. Esta misión utilizará una nueva plataforma orbital, denominada Lunar Gateway, que será una estación espacial permanente desde la cual módulos reutilizables transportarán astronautas hacia y desde la Luna.
El nuevo planteamiento requiere una investigación profunda para determinar cuál es la manera más óptima de lograrlo. Si bien las empresas privadas contratadas por la NASA lo están haciendo, se guardan sus hallazgos para sí mismos. En ese sentido, Latyshev y otros colegas desarrollaron modelos matemáticos con el fin de evaluar las opciones más prometedoras para aterrizar en la superficie lunar.
Por ejemplo, el programa Apollo utilizó una arquitectura de 2 etapas, cuando el Módulo Lunar Apollo, que consta de módulos de descenso y ascenso, pudo llevar a dos personas a la superficie lunar y retroceder, dejando atrás el módulo de descenso.
Buscando la mejor opción
El equipo en total analizó más de 39 variaciones, utilizando un modelo de selección de arquitecturas para determinar la combinación de factores que producía mejores resultados. De igual forma, tomaron en cuenta el costo de las mejores opciones.
Así, encontraron que si el módulo de aterrizaje era desechable, la mejor opción era un diseño de dos etapas al estilo Apollo, una mucho más ligera y barata de volar. Sin embargo, también hallaron que de ser el módulo reutilizable, un diseño de una o tres etapas sería mucho mejor. Además, este debía estar propulsado por un motor de oxígeno líquido e hidrógeno líquido.
«Curiosamente, nuestro estudio encuentra que, incluso con la estación en órbita, si se consideran vehículos totalmente desechables, se espera que el sistema de aterrizaje de 2 etapas (similar al Apolo) tenga masas más bajas y, por lo tanto, costos más bajos. Eso reconfirma más o menos la decisión de Apollo. No obstante, la reutilización cambia eso. Aunque los vehículos de 1 y 3 etapas en este caso siguen siendo más pesados que los de 2 etapas, permiten reutilizar más de la «masa del vehículo» (aproximadamente 70-100% en comparación con alrededor del 60% para la opción de 2 etapas) una y otra vez, ahorrando dinero en la producción y entrega de nuevos vehículos a la estación en órbita y consiguiendo que las misiones lunares sean potencialmente más baratas», dice Latyshev.
Este estudio ciertamente no es definitivo. El equipo tomó en cuenta muchos factores, pero ignoró otros aspectos como la seguridad de la tripulación, la probabilidad de éxito de la misión y los riesgos de la gestión del proyecto. Tener esto en cuenta requerirá de un análisis detallado, junto con la infraestructura necesaria para respaldar misiones de aterrizaje.