Misión de redirección de asteroides para niños
La Misión de Redirección de Asteroides (ARM) fue un proyecto espacial de la NASA que se planeó en 2013, pero luego fue cancelado. También se le conocía como la misión de Recuperación y Utilización de Asteroides (ARU) o la Iniciativa de Asteroides.
La idea principal era que una sonda espacial llamada Misión Robótica de Recuperación de Asteroides (ARRM) viajara a un asteroide cercano a la Tierra. Allí, usaría brazos robóticos especiales para tomar una muestra de roca de unos 4 metros.
Esta nave espacial estudiaría el asteroide y probaría una técnica para proteger la Tierra de posibles impactos. Después, llevaría la roca a una órbita estable alrededor de la Luna. Allí, otras sondas robóticas y una futura misión con astronautas (la Misión Tripulada de Redirección de Asteroides, ARCM) podrían analizarla.
Si la misión hubiera recibido fondos, se habría lanzado en diciembre de 2021. También habría servido para probar nuevas tecnologías, como los propulsores de iones avanzados, que son importantes para futuras exploraciones humanas en el espacio profundo.
Sin embargo, en 2017, la NASA decidió cancelar la misión debido a cambios en su presupuesto. A pesar de la cancelación, algunas tecnologías clave que se estaban desarrollando para ARM, como el sistema de propulsión de iones, siguen siendo importantes y se usarán en otros proyectos.
Contenido
¿Cuáles eran los objetivos de la Misión de Redirección de Asteroides?
El objetivo principal de la Misión de Redirección de Asteroides era desarrollar las habilidades necesarias para la exploración del espacio profundo. Esto era crucial para preparar futuras misiones humanas a Marte y otros lugares del Sistema Solar, siguiendo los planes de la NASA.
Preparación para el viaje a Marte
Las misiones que usan "remolcadores espaciales" para llevar carga a Marte antes que los astronautas pueden reducir mucho los costos. También disminuyen los riesgos, ya que permiten probar los sistemas importantes antes de que la tripulación viaje. Esto se lograría usando propulsión eléctrica solar avanzada, como los motores de iones.
Además, las tecnologías y diseños de propulsión eléctrica solar (SEP) no solo se usarían en esta misión, sino que la nave espacial ARRM podría dejarse en órbita para ser reutilizada en el futuro.
Operaciones sostenibles en el espacio profundo
Las misiones robóticas y tripuladas de ARM habrían demostrado la capacidad de operar más allá de la órbita de la Tierra. La órbita retrógrada distante lunar (DRO) es un punto clave para entrar y salir del sistema Tierra-Luna.
Esto es aún más útil si se lleva un Módulo de Aumento de Exploración (EAM) para estancias humanas largas, posiblemente con una nave SEP similar a la ARRM. Al regresar de Marte, una misión humana podría ahorrar mucho peso al capturar en DRO y transferirse a una nave Orión estacionada para regresar a la Tierra.
Otros propósitos importantes de la misión
Un objetivo secundario era desarrollar la tecnología para llevar un pequeño asteroide cercano a la Tierra a la órbita lunar. Allí, los astronautas de la misión Orion EM-5 o EM-6 ARCM podrían analizarlo en 2026.
Otros objetivos incluían probar tecnologías de defensa planetaria. Estas tecnologías podrían proteger la Tierra en el futuro, por ejemplo, usando naves espaciales robóticas para desviar asteroides que podrían ser peligrosos.
Para desviar asteroides, se consideraban varias técnicas. Una era agarrar y mover el asteroide directamente. Otra era usar "tractores de gravedad" después de recoger rocas de la superficie para aumentar la masa del asteroide.
La misión también probaría el rendimiento de la propulsión eléctrica solar avanzada (motores de iones) y la comunicación láser de alta velocidad en el espacio. Estas mejoras tecnológicas permitirían enviar grandes cantidades de carga, hábitats y combustible a Marte antes de una misión humana.
La nave espacial de la misión ARM estaba diseñada para aterrizar en un asteroide grande. Una vez allí, usaría pinzas especiales en sus brazos robóticos para asegurar una muestra de roca de la superficie.
Estas pinzas se clavarían en la roca para sujetarla firmemente. Un taladro integrado ayudaría a anclar la roca al mecanismo de captura. Una vez que la roca estuviera segura, las patas inferiores de la nave la empujarían para iniciar el ascenso sin necesidad de encender los propulsores.
La nave espacial se movería usando un sistema de propulsión eléctrica solar avanzada (SEP), posiblemente un propulsor de efecto Hall (también conocido como propulsor iónico). La electricidad para este sistema se obtendría de paneles solares de alta eficiencia, que generarían hasta 50 kilovatios de potencia.
Este motor de iones avanzado usa solo el 10% del combustible que necesitarían los cohetes químicos equivalentes. Además, puede procesar tres veces más potencia que los diseños anteriores y es un 50% más eficiente.
El propulsor de efecto Hall proporciona una aceleración baja, pero puede funcionar continuamente durante muchos años. Esto le permite mover una gran cantidad de masa a una velocidad muy alta. Estos propulsores atrapan electrones en un campo magnético y los usan para ionizar el gas xenón que llevan a bordo.
El campo magnético también crea un campo eléctrico que acelera los iones cargados. Esto genera una columna de plasma que impulsa la nave hacia adelante.
La nave espacial tendría una masa de 5.5 toneladas sin combustible y podría almacenar hasta 13 toneladas de xenón como propulsor. Cada propulsor tendría una potencia de 30 a 50 kilovatios, y se podrían combinar varios para aumentar la potencia total de la nave SEP. Este tipo de motor, que puede escalarse a 300 kilovatios o más, está siendo investigado por Northrop Grumman con Sandia National Laboratories y la Universidad de Michigan. El Centro de Investigación Glenn de la NASA es el encargado de este proyecto.
Incluso al llegar a su destino, el sistema SEP podría usarse para mantener los sistemas de la nave o evitar que el combustible se evapore antes de que lleguen los astronautas. Sin embargo, la propulsión solar-eléctrica actual que ha volado en el espacio solo alcanza niveles de 1-5 kilovatios. Una misión de carga a Marte necesitaría unos 100 kilovatios, y un vuelo tripulado, entre 150 y 300 kilovatios.
¿Cuándo se planeaba lanzar la misión?
La misión ARM se planeó inicialmente para 2017, luego se pospuso a 2020 y finalmente a diciembre de 2021. Sin embargo, en abril de 2017, se anunció que la misión no recibiría más fondos.
El vehículo de lanzamiento podría haber sido un cohete Delta IV Heavy, el SLS o el Falcon Heavy. Se esperaba que la nave llegara a la órbita lunar a finales de 2025.
¿Qué asteroide se iba a estudiar?
Hasta octubre de 2017, se conocían 16,950 asteroides cercanos a la Tierra. Estos habían sido descubiertos por varios equipos y catalogados como objetos potencialmente peligrosos. A principios de 2017, la NASA aún no había elegido un asteroide específico para ARM. Sin embargo, para planificar y simular la misión, se usó como ejemplo el asteroide cercano a la Tierra (341843) EV20085. La idea era que la nave recogiera una sola roca de 4 metros de este asteroide. Otros asteroides que se consideraron fueron Itokawa, Bennu y Ryugu.
La roca carbonosa que se habría capturado (con un diámetro máximo de 6 metros y 20 toneladas) era demasiado pequeña para dañar la Tierra, ya que se quemaría en la atmósfera. Redirigir la masa del asteroide a una órbita retrógrada distante alrededor de la Luna aseguraría que no pudiera chocar con la Tierra y también la dejaría en una órbita estable para futuros estudios.
Historia de la Misión de Redirección de Asteroides
El administrador de la NASA, Robert Frosch, habló sobre la "recuperación de asteroides en la Tierra" ante el Congreso en julio de 1980. Sin embargo, en ese momento, afirmó que no era posible.
La misión ARU, sin incluir ninguna misión humana a un asteroide, fue objeto de un estudio de viabilidad en 2012 por el Instituto Keck de Estudios Espaciales. El Centro de Investigación Glenn estimó el costo de la misión en unos 2.6 mil millones de dólares. De esta cantidad, 105 millones de dólares se financiaron en 2014 para desarrollar el concepto. Los funcionarios de la NASA destacaron que ARM era un paso importante en los planes a largo plazo para una misión humana a Marte.
Se estudiaron dos opciones para recuperar un asteroide pequeño: la Opción A y la Opción B. La Opción A consistía en desplegar una gran bolsa de captura de 15 metros, capaz de contener un asteroide pequeño de hasta 8 metros de diámetro y una masa de hasta 500 toneladas. La Opción B, que fue seleccionada en marzo de 2015, implicaba que la nave aterrizara en un asteroide grande y usara brazos robóticos para levantar una roca de hasta 4 metros de diámetro de la superficie. Luego, la transportaría y la colocaría en órbita lunar. Esta opción se consideró más relevante para futuras tecnologías de encuentro, acoplamiento autónomo, aterrizaje, toma de muestras, defensa planetaria, minería y servicio de naves espaciales.
La parte de la misión que involucraba a astronautas para recuperar muestras de asteroides de la órbita de la Luna (Orion EM-3) fue criticada. Algunos argumentaron que era innecesaria, ya que miles de meteoritos ya se habían analizado y la tecnología para recuperar una roca no ayudaba a desarrollar una misión tripulada a Marte. A pesar de que el Consejo Asesor de la NASA sugirió en abril de 2015 que la NASA no debería seguir con ARM, los planes no cambiaron. En su lugar, sugirieron desarrollar la propulsión eléctrica solar y usarla para impulsar una nave espacial en un viaje de ida y vuelta a Marte.
En enero de 2016, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA otorgó contratos para estudios de diseño de una nave espacial basada en propulsión eléctrica solar. La misión robótica ARRM habría sido la primera fase de ARM. Los contratos fueron ganados por Lockheed Martin Space Systems, Boeing Phantom Works, ATK Orbital y Space Systems/Loral.
En mayo de 2016, la ASI (la Agencia Espacial Italiana) acordó un estudio conjunto y una posible participación italiana.
Según el presupuesto de la NASA para 2018, propuesto por la administración de Donald Trump en marzo de 2017, esta misión fue cancelada. El 13 de junio de 2017, la NASA anunció una "fase de cierre" después de retirar los fondos. La NASA ha enfatizado que las tecnologías clave que se estaban desarrollando para ARM continuarán, especialmente el sistema de propulsión eléctrica solar, que se habría usado en la misión robótica. Este sistema se utilizará en la Lunar Gateway como el elemento de potencia y propulsión.
Galería de imágenes
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Las pinzas en el extremo de los brazos robóticos se utilizan para agarrar y asegurar una roca de un gran asteroide. Una vez que la roca está asegurada, las patas empujarían y proporcionarían un ascenso inicial sin el uso de propulsores.
Ver también
- Captura de asteroides
- Prevención de impactos de asteroides
- Asteroides cercanos a la Tierra
- Objeto potencialmente peligroso
- Prueba de redirección de doble asteroide
Véase también
En inglés: Asteroid Redirect Mission Facts for Kids
