Poner un hombre en Marte 2












Creditos cc: Naukas /Daniel Marín                  


1986 Mision tripulada a Marte

Marte, 1986. Una nave espacial con la apariencia de una enorme cápsula Apolo atraviesa la tenue atmósfera marciana. Pero no es una nave convencional. En su interior viajan tres seres humanos, los primeros de nuestra especie que visitarán otro planeta. Tras varios minutos de descenso usando una extraña combinación de globo y paracaídas, el vehículo se posa suavemente con sus motores. Cuando el polvo rojo se asienta, ya se ha hecho historia. El hombre ha aterrizado en Marte por primera vez.

¿Una simple fantasía?

Lamentablemente, sí, ya que nada de esto ha ocurrido aún. Y tal y como están las cosas es posible que no ocurra en muchas, muchas décadas. Propuestas de viajes tripulados a Marte han existido desde hace décadas, pero todas ellas se han quedado en eso, en simples ilusiones olvidadas que jamás vieron la luz. Sin embargo, durante un breve periodo de unos meses en 1969 la historia pudo dar un giro inesperado. Durante un tiempo, los Estados Unidos estuvieron muy cerca de aprobar un viaje tripulado a Marte. De haberse salido con la suya, la NASA habría mandado una expedición tripulada a la órbita de Venus alrededor de 1983 y otra a la superficie de Marte en 1986. ¡1986! Imagínate, sólo un año después del estreno de ‘Regreso al futuro’, la humanidad habría contemplado en sus televisores como tres astronautas correteaban por la superficie del planeta rojo. ¡Eso sí que habría marcado a toda una generación!.

IMIS, la nave interplanetaria gigante

Para entender cómo los EEUU dejaron escapar esta oportunidad, debemos viajar a 1968, un año crucial en la carrera por la Luna. Ese año, la tripulación del Apolo 8 pasaría las navidades en órbita lunar, poniendo fin a las aspiraciones soviéticas de adelantarse a los norteamericanos. Pero 1968 también fue el año en el que la empresa Boeing presentó el que hasta la fecha sería el plan más detallado de una misión tripulada a Marte. El plan fue el resultado de catorce meses de duro trabajo bajo un contrato del centro Langley de la NASA y recibió el nombre de Integrated Manned Interplanetary Spacecraft (IMIS). Como su nombre indica, IMIS no se hubiera limitado a Marte y también incluía el estudio de otros cuerpos celestes, como Venus o los asteroides. IMIS fue la culminación de varias propuestas de la NASA para viajar a Marte concebidas durante los años 60 y todo en ella era excesivo. Una nave que incluso hoy parece sacada de una novela de ciencia ficción, pero que se trataba de un proyecto real y que debía hacer uso de la última tecnología espacial disponible.

IMIS era una enorme nave interplanetaria con una masa inicial de 1000-2000 toneladas -dependiendo de la misión- propulsada por cinco módulos con sendos motores nucleares NERVA capaz de mandar a seis personas en misiones de exploración por todo el Sistema Solar interno. Un verdadero gigante espacial. Como veremos más adelante, una variante de IMIS sería popularizada por el famoso Wernher von Braun, de ahí que en ocasiones se le atribuya incorrectamente su autoría. IMIS estaba formada por dos partes principales, la nave tripulada propiamente dicha, y los cinco módulos de propulsión nuclear. La nave estaba dividida a su vez en cuatro secciones: un módulo de misión (MM, Mission Module), una cápsula para regresar a la Tierra (EEM, Earth Entry Module), una sección con sondas automáticas para explorar Venus y/o Marte, y el vehículo de aterrizaje en Marte, o MEM (Mars Excursion Module). La masa total de la nave sería de 152-270 toneladas en función del objetivo (para las misiones en órbita de Venus no se incluiría el MEM).

La tripulación de seis personas pasaría la mayor parte del tiempo dentro del MM, una verdadera estación espacial con forma cilíndrica dividida en cuatro cubiertas de 16,7 metros de diámetro. La primera cubierta incluiría los dormitorios de la tripulación, las duchas y los baños. En la segunda cubierta estarían el centro de control de la nave, la sala de comunicaciones, la cocina y reservas de comida para más de 500 días. La tercera cubierta tendría unas dimensiones de 3 x 2 metros y se usaría como refugio antirradiación durante las posibles tormentas solares -en concreto, para proteger a la tripulación de los eventos de protones solares (SPE)- y las fases de encendido de los motores nucleares NERVA. El ‘escudo’ en sí estaría formado por las resevas de agua y comida de la nave, situados en la parte exterior de esta cubierta y que tendrían un espesor superior a los 51 cm.

El refugio tendría un conjunto de controles independientes, así como reservas de agua y víveres para unos cuatro días con el fin de poder aguantar episodios de radiación prolongados o en caso de despresurización del MM. Por último, la cuarta cubierta estaría dominada por varios laboratorios científicos. A diferencia del Apolo, que usaba una atmósfera pura de oxígeno a baja presión, el MM estaría presurizado a una atmósfera y usaría una proporción normal de oxígeno y nitrógeno. El MM no usaría paneles solares para producir electricidad, sino dos RTGs gigantes. El exterior del MM estaría cubierto por todo tipo de sensores e instrumentos para investigar Venus y Marte desde la órbita con una precisión sin precedentes, incluyendo un telescopio con una cámara de alta resolución.

La primera cubierta del MM estaba conectada a la nave EEM (Earth Entry Module) mediante un túnel curvado. Después de pasar entre 500 y 600 días en el espacio, la tripulación debía montarse en el EEM un día antes del regreso. EEM era una cápsula con forma de cuerpo sustentador de 8 toneladas con tres parejas de asientos. Esta forma fue elegida para garantizar una reentrada directa en la atmósfera terrestre a velocidades de hasta 20 km/s, muy por encima del límite de 13,7 km/s de la cápsula Apolo, lo que incluía todo tipo de misiones a Marte y a Venus. De toda la inmensa IMIS, el EEM sería la única parte de la nave que regresaría a la Tierra.

La cuarta cubierta del MM estaría conectada mediante otro túnel al MEM, el verdadero protagonista de las misiones marcianas. El MEM había sido concebido en realidad por North American Rockwell, que completó su diseño el mismo año que Boeing presentó su IMIS. El MEM tenía la misma forma de campana del módulo de mando del Apolo -también construido por North American-, pero era mucho más grande. Se trataba de una nave con una masa de 33-55 toneladas dependiendo de la misión, aunque el diseño final de Boeing contemplaba un MEM con una masa de 43 toneladas para poder sostener una expedición marciana de tres personas durante un mes. North American empleó la forma de la cápsula del Apolo para simplificar y acelerar el desarrollo y tuvo en cuenta los últimos datos de la atmósfera marciana proporcionados por la Mariner 4. Esta sonda había revelado que la atmósfera del planeta rojo era mucho más tenue de lo esperado, de apenas 5-10 milibares de presión. Para poder aterrizar en esta fina atmósfera, el MEM desplegaría durante el descenso un ballute, un globo que funcionaría al mismo tiempo como paracaídas.

El MEM estaba dividido en dos etapas

La etapa de descenso incluía el escudo térmico, los motores de frenado, el tren de aterrizaje y un pequeño laboratorio que también serviría como vivienda durante el mes que duraría la expedición. El tren de aterrizaje permitiría aterrizar en laderas de hasta 15º de inclinación. Por su parte, la etapa de ascenso incorporaba el sistema de propulsión para regresar a la órbita marciana y acoplarse con la IMIS, así como el puesto de mando en la parte superior. Durante la entrada en la atmósfera marciana, los tres astronautas permanecerían sentados en la cubierta superior, con el asiento central situado por encima de los otros dos. Una vez alcanzada la fase de descenso, los dos astronautas situados en la parte inferior se pondrían de pie y pilotarían el MEM hasta la superficie contemplando el exterior a través de dos ventanas.

El MEM emplearía una combinación de propelentes ciertamente exótica: metano como combustible y una mezcla de flúor y oxígeno líquido (FLOX) como oxidante. A pesar de la toxicidad del flúor, los ingenieros de North American consideraron que se trataba de la mezcla más energética y al mismo tiempo más estable disponible. Los propelentes de la etapa de descenso del MEM se almacenarían en dos tanques situados en la estructura central de la nave, paradójicamente situados en la etapa de ascenso. El MEM llevaría suficientes reservas para sobrevolar la superficie durante dos minutos hasta encontrar un lugar adecuado para aterrizar. Para regresar a la órbita, la etapa de ascenso usaría ocho tanques externos situados en la parte exterior de la nave -5 con oxidante y 3 con combustible- que se irían separando a medida que la nave ascendiese para aligerar el vehículo. La etapa de ascenso tendría capacidad para alcanzar la órbita de Marte con 408 kg de rocas marcianas y los resultados de varios experimentos.

La nave tripulada estaría unida a cinco módulos de propulsión o PM (Propulsion Modules). Cada PM era básicamente un tanque de 10,6 metros de ancho y 35 metros de largo repleto de 175 toneladas de hidrógeno líquido. Los PM estarían dotados de motores nucleares NERVA con un empuje de 88500 kgf. Cada motor tendría unas dimensiones de 12,2 metros (con una tobera de 4,12 metros de diámetro) y una masa de 11580 kg. Los motores NERVA estaban siendo desarrollados en esos momentos para la NASA bajo el programa RIFT (Reactor In-Flight Test) y sin duda eran el componente tecnológico más arriesgado de la misión. Y es que domar un reactor de fisión para convertirlo en un motor espacial resultó ser más complejo y caro de lo esperado. Para las maniobras menores de corrección de la trayectoria, cada PM incorporaba un sistema de propulsión química adicional que usaba la misma mezcla de metano y FLOX del MEM.

¿Y cómo hubiera sido una misión a los planetas con la IMIS?

Los viajes a Marte se dividen en tres tipos: misiones de conjunción, misiones de oposición y misiones de sobrevuelo de Venus. Las misiones de conjunción requieren menos energía, pero a cambio duran cerca de 900 días, 500 de ellos en la superficie de Marte. Las misiones de oposición son menos eficientes, pero permiten estancias en la superficie de pocos días o un mes, con una duración total de entre 460 y 680 días. Las misiones a Marte con sobrevuelo de Venus aumentan el número de oportunidades de lanzamiento al aprovechar la gravedad de este planeta. Al sobrevolar Venus la nave frena su velocidad, lo que paradójicamente permite reducir el tiempo total de la misión.

Aunque hoy en día se prefieren las misiones de conjunción debido a su eficiencia energética y mayor tiempo de estancia en Marte, en los años 60 la NASA favoreció las misiones de oposición. Y es que mantener tres personas en Marte durante casi un año se consideraba demasiado complicado para la tecnología de la época. La empresa Boeing identificó 22 ventanas de lanzamiento a Marte y Venus entre noviembre de 1978 y enero de 1998. Pero no siempre los planetas se alinean de la misma manera, de tal forma que no todas las ventanas de lanzamiento eran igual de favorables. El informe de Boeing concluyó que la ventana de lanzamiento de 1986 sería la más idonea, con un tiempo total de 480 días para una misión de oposición simple o de 590 días con sobrevuelo de Venus. Pero antes de visitar el planeta rojo se lanzaría una misión tripulada a la órbita de Venus en 1983. De este modo se podría probar toda la infraestructura de la IMIS en una misión menos arriesgada y costosa.





Antes de montar, se comprobarían por separado los elementos de la nave

A finales de los 70 se llevarían a cabo misiones en órbita baja para testear el MM, los módulos PM con los motores NERVA, la cápsula EEM y el MEM. El primer MM podría funcionar como estación espacial en órbita baja durante este periodo y en 1983 se llevaría a cabo una misión tripulada en órbita terrestre del MEM. El módulo marciano sería lanzado independientemente y la tripulación accedería a él en órbita usando un CSM Apolo. Tras verificar el funcionamiento de la nave, la tripulación aterrizaría en la Tierra con el MEM.

Para lanzar todos los elementos de la IMIS a la órbita baja se usaría un Saturno V modificado con cuatro motores de combustible sólido en su primera fase, lo que permitiría alcanzar una capacidad de carga de 250 toneladas en órbita baja. La criatura, denominada Saturn-V-25(S)-U, despegaría desde el Centro Espacial Kennedy, donde se habría añadido una tercera rampa de lanzamiento 39C a las otras dos rampas ya existentes del programa Apolo, entre otras numerosas modificaciones de la infraestructura terrestre.

Cada misión a Marte o a Venus requeriría de diez lanzamientos en total, seis del Saturno V modificado y cuatro de un ‘pequeño’ Saturno IB. Primero se lanzaría la nave tripulada en órbita baja mediante un Saturn V-25(S)-U sin cohetes de combustible sólido. Después despegaría un Saturno IB con una nave Apolo modificada y con capacidad para seis personas en la que viajaría la tripulación de preparación de la nave a Marte. Esta tripulación supervisaría el buen funcionamiento de todos los sistemas de la nave y el acoplamiento del resto de módulos. Posteriormente se lanzarían los cinco módulos PM con motores NERVA en un periodo de pocos meses usando el Saturn V-25(S)-U. Estos módulos se acoplarían con la nave hasta formar el complejo IMIS. Dos vuelos logísticos de naves de carga Apolo llevarían víveres y equipamiento adicional a la nave marciana. Por último, un Saturno IB lanzaría a la tripulación que viajaría a Marte, la cual relevaría a la tripulación inicial.

Una vez abierta la ventana de lanzamiento, los tres PM NERVA inferiores (PM-3, 4 y 5) se encenderían para alcanzar la velocidad de escape y situar la nave IMIS en una trayectoria interplanetaria. La maniobra se haría en dos fases. Primero se alcanzaría una órbita altamente elíptica y se separarían los dos PM laterales. Después, el tercer PM central se encendería hasta alcanzar la velocidad de escape. Durante cerca de ocho meses, los seis astronautas vivirían en el interior del MM. Por las ventanillas, además del Sol y el negro azabache del espacio profundo no tendrían mucho más que ver. A simple vista, los planetas serían simples puntos de luz en medio de la inmensidad cósmica. Al pasar cerca de Marte se encendería el PM-2 para situar la nave en órbita del planeta y, tras completar la maniobra, éste se separaría de la nave. Durante todos estos encendidos sería necesario transferir hidrógeno de las etapas NERVA superiores a las inferiores.

La tripulación procedería luego a desplegar nada más y nada menos que siete sondas automáticas. Dos de ellas serían grandes sondas de superficie muy similares a las Viking, capaces de inspeccionar de cerca los posibles lugares de aterrizaje. Las otras cinco sondas se estrellarían contra la superficie, no sin antes estudiar los detalles de la atmósfera marciana, por entonces poco conocida. Además de las sondas de superficie, se lanzarían otras siete sondas orbitales para estudiar el campo magnético y realizar observaciones de la superficie mediante cámaras y radar. Dos de estas sondas investigarían además Fobos y Deimos de cerca. Es decir, cada misión tripulada a Marte hubiese desplegado más sondas en Marte que todas las lanzadas hasta la fecha. Después de analizar los datos de las sondas y de los instrumentos de a bordo de la nave durante unos cinco días, tres miembros de la tripulación se subirían al MEM y descenderían hasta la superficie, mientras que otros tres se quedarían en órbita recogiendo datos de los instrumentos.

Los tres astronautas del MEM permanecen entre 30 y 40 días en Marte, recogiendo muestras, instalando instrumentos científicos y usando un pequeño rover no presurizado para realizar trayectos cortos por la superficie. Al finalizar su misión, los tres regresan a la órbita marciana en la etapa de ascenso. Pero no están solos. Con ellos viajan 408 kg de rocas y muestras marcianas. Tras acoplarse con la nave, la etapa superior del MEM es abandonada en órbita marciana y el PM-1 se enciende para poner rumbo a la Tierra, aunque no sin antes pasar por Venus, donde se dejan caer otras cuatro sondas para el estudio de este planeta. Después de pasar 500 días en el espacio, un día antes de llegar a la Tierra los seis hombres y mujeres se suben a la cápsula EEM y se alejan de la nave marciana, que permanecerá para siempre abandonada en una órbita solar. La cápsula reentra a alta velocidad en la atmósfera terrestre y desciende en el soleado océano Pacífico. La brisa tropical y una flota de buques de rescate reciben a los primeros seres humanos que han visitado otro planeta.

El Integrated Program Plan y la Space Task Force

La propuesta IMIS de Boeing era ambiciosa, pero realizable con la tecnología de la época siempre y cuando la NASA recibiese los fondos suficientes. En cualquier caso, esta propuesta habría pasado al olvido como tantas otras si no fuera porque el administrador de la NASA Thomas Paine decidió incluirla en su grandiosa visión de la conquista del espacio, denominada IPP (Integrated Program Plan). El IPP había sido obra de George Mueller, el administrador del centro de la NASA para viajes tripulados, pero Paine la convirtió en un auténtico plan para conquistar el Sistema Solar. El IPP preveía la construcción de una estación espacial de cincuenta -sí, ¡cincuenta!- personas en órbita baja, así como bases en la Luna y la puesta en servicio del transbordador espacial. El empleo de remolcadores nucleares NERVA reutilizables para desplazar toda esta infraestructura por el espacio cislunar era un elemento esencial de esta visión.

En febrero de 1969 el vicepresidente Spiro Agnew recibió de Nixon el encargo de dirigir el Space Task Group (STG) para decidir qué hacer con el futuro de la NASA ahora que la agencia estaba a punto de poner un hombre en la Luna. Nixon nunca apoyó el programa Apolo ni las grandiosas visiones de la NASA. Lo que el presidente quería era un programa espacial pequeño y barato capaz de plantar cara a los soviéticos y mantener una cuota importante de puestos de trabajo cualificados, nada más. Esa, y no otra, era la verdadera intención detrás de la creación del STG. Sin embargo, Agnew creía sinceramente en la exploración tripulada del espacio y en 1969 llegó a declarar públicamente que el próximo objetivo de la NASA debía ser Marte. A resultas de los mensajes confusos que llegaban desde la Casa Blanca, Paine decidió poner toda la carne en el asador y apostar por el IPP, incluyendo ahora un viaje tripulado a Marte basado directamente en la propuesta IMIS de Boeing. A mediados de 1969, en plena euforia del Apolo 11, el IPP era un proyecto claramente imposible de llevar a cabo. A pesar de todo, Paine nombró a Wernher von Braun portavoz informal del IPP. Si alguien podía convencer a los políticos de las bondades del descabellado proyecto de Paine, ése era el viejo ingeniero alemán, director del centro Marshall de la NASA. Von Braun apareció en multitud de congresos, revistas y programas de televisión publicitando el IPP, de ahí que hoy en día muchos crean erróneamente que este plan fue idea suya. En agosto de 1969, von Braun se presentó ante el STG armado con unas impresionantes diapositivas a todo color en las que se detallaba una gloriosa misión tripulada a Marte que partiría en noviembre de 1981, aterrizaría en el planeta rojo en agosto de 1982 y sobrevolaría Venus en febrero de 1983.

Si la propuesta IMIS de Boeing parecía compleja, el viaje a Marte del IPP presentado por von Braun lo era aún más. En vez de una única nave marciana, ahora se lanzarían dos para aumentar así la seguridad de la misión y el retorno científico. Además, las etapas NERVA descartadas no se abandonarían en el espacio, sino que retornarían a la órbita baja para ser reutilizadas, al igual que la nave marciana. La tripulación ya no regresaría en una cápsula independiente, sino que volvería a la órbita terrestre. El futuro transbordador espacial se usaría para el montaje de las naves gemelas en órbita baja, ayudado por un superlanzador con capacidad de quinientas o mil toneladas (!). Estos cohetes podrían poner en órbita una nave marciana con solamente uno o dos lanzamientos. Se llegó a contemplar la posibilidad de construir un segundo centro de lanzamiento en Florida para estos monstruos. El IPP solo podría salir adelante si el presupuesto de la NASA se incrementaba hasta los siete o diez mil millones de dólares anuales, justo cuando la Casa Blanca lo había reducido por debajo de los cuatro mil millones. En fin, una auténtica locura.

Paine podía haberse decantado por presentar al STG y a la Casa Blanca tres opciones: una estación orbital gigante, una base lunar o un viaje tripulado a Marte. Cualquiera de estas tres opciones por separado tenía posibilidades de ser aprobada en 1969, pero sin embargo Paine insistió en ofrecer las tres dentro del IPP. O todo o nada. Ni que decir tiene, fue nada. Todo el encanto mediático de von Braun no impidió que Nixon cesara a Paine en julio de 1970 y pusiera en su lugar al dócil James Fletcher. Nada de naves a Marte o bases lunares. La NASA se dedicaría exclusivamente a construir el humilde transbordador espacial y hasta este proyecto estuvo en peligro de ser cancelado durante un tiempo.

El IPP fue el Stalingrado de la NASA

Después de este descalabro, un viaje tripulado a Marte pasó a ser considerado tabú en la agencia, una verdadera misión imposible dentro de cualquier presupuesto mínimamente realista. Pero, ¿era cierto? La propuesta IMIS calculaba que el programa de exploración planetaria saldría por 29 mil millones de dólares, o lo que es lo mismo, y teniendo en cuenta la inflación, 180 mil millones actuales. Una cifra gigantesca, pero que solamente es un 50% superior al del programa Apolo y hubiera estado repartida entre dos décadas, el doble de tiempo de desarrollo del Apolo.

¿Podría haber salido adelante el viaje tripulado a Marte en 1969?

Hubiese sido muy difícil, pero no imposible. Si Paine no se hubiera empeñado en su órdago con el IPP o si Nixon no hubiese ocupado la Casa Blanca, quizás se habría dado luz verde a una misión a Marte. Pero en realidad, los EEUU dejaron escapar Marte por culpa, paradójicamente, de su éxito con el Apolo. Cuando Armstrong puso su pie en el Mar de la Tranquilidad, la carrera lunar con la URSS terminó súbitamente. Si los soviéticos hubiesen puesto antes un hombre alrededor de la Luna, la historia podría haber sido distinta, pero no fue así. Tampoco debemos olvidar que en 1969 aproximadamente el 53% de los estadounidenses estaba en contra de un viaje tripulado a Marte, una cifra negativa aunque ciertamente no rotunda. Por último, las imágenes de Marte transmitidas a la Tierra por las Mariner 4, 6 y 7 a finales de los 60 habían mostrado un planeta estéril sembrado de cráteres más parecido a la Luna que a la Tierra. Si estas sondas hubiesen fotografiado los impresionantes Valles Marineris, los enormes volcanes de Tharsis o los grandes canales, es posible que el interés en Marte hubiese aumentado en vez de disminuir.

Sea como sea, lo cierto es que en 1969 la NASA perdió Marte. Nunca antes la humanidad estuvo tan cerca de viajar a otro planeta. Y es posible que tardemos mucho tiempo en volver a estarlo.