Programa Artemis
País | Estados Unidos |
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Agencia | Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio |
Metas | Exploración de la luna |
Estado | En desarrollo |
Lanzadores | Sistema de lanzamiento espacial |
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Lanzamiento de bases | Complejo de lanzamiento 39 , Centro espacial Kennedy |
Inicio | 2019 |
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1 er lanzamiento | 2021 (planificado) |
1 er lanzamiento tripulado | 2023 (planeado, misión Artemis II ) |
El programa Artemis es un programa espacial tripulado de la NASA , la agencia espacial estadounidense , cuyo objetivo es traer una tripulación al suelo lunar para 2024. A instancias del presidente estadounidense Donald Trump , la fecha del regreso del hombre a la luna , que la NASA había fijado para 2028 sin un calendario claramente definido, se ha adelantado cuatro años enabril de 2019con objetivos que se han concretado, dando origen al programa Artemis . Esto debería conducir a una exploración sostenible de nuestro satélite, es decir a la organización de misiones regulares, cuya culminación sería la instalación de un puesto permanente en la Luna. El programa también debería permitir probar y afinar el equipo y los procedimientos que se implementarán durante futuras misiones tripuladas a la superficie del planeta Marte . La realización de las misiones del programa Artemis requiere el desarrollo de varias naves espaciales : el lanzador pesado Space Launch System (SLS), la nave espacial Orion , cuya realización comenzó en la década de 2010 pero está marcada por retrasos presupuestarios y de calendario regulares, una la nueva nave espacial lunar Human Landing System (HLS), encargada de transportar hombres al suelo lunar, y misiones robóticas, encargadas de realizar reconocimientos y estudios científicos adicionales. La arquitectura de las misiones basadas en la futura estación espacial Lunar Orbital Platform Gateway (LOP-G), colocada en órbita alrededor de la Luna, servirá de enlace entre la Tierra y la superficie de la Luna.
Para cumplir con los ambiciosos objetivos del programa Artemis en el muy corto plazo que se le impone, la NASA subcontrata particularmente el diseño de componentes importantes (nave espacial lunar HLS, módulos de la estación espacial LOP-G, módulos de aterrizaje de misiones robóticas), así como los servicios de lanzamiento de estos. Máquinas y repostaje de la estación espacial. EnAbril de 2021, el desarrollo de HLS está confiado a la empresa SpaceX , que ofreció una versión de su Starship . Según el programa establecido enMayo de 2019, Artemisa III , lanzado en el año 2024, será la primera misión que traerá una tripulación mixta de dos astronautas a la Luna para una estancia de días seis y medio. A partir de 2026, se deben llevar a cabo misiones caracterizadas por estadías más largas, una tripulación de tierra de cuatro en lugar de dos y más equipos para mejorar la retroalimentación científica. Entonces, la nave lunar será parcialmente reutilizable. Los lugares de aterrizaje seleccionados para todas estas misiones se encuentran en el Polo Sur de la Luna porque las reservas de hielo de agua presentes en los cráteres perpetuamente a la sombra son de interés estratégico en la perspectiva de misiones a largo plazo .
Además de su fecha límite muy ajustada, el proyecto se encuentra con un problema presupuestario similar al que fue fatal en 2009 para el programa Constellation que perseguía los mismos objetivos. Durante 2019, se asigna una línea presupuestaria de 1,6 mil millones de dólares a la NASA para el proyecto, mientras que se necesitarán de 5 a 7 mil millones de dólares por año entre 2021 y 2025 para desarrollar la primera fase del programa.
Desde la misión tripulada Apolo 17 de 1972, la última misión del programa Apolo de la NASA , ningún astronauta se ha alejado más de unos pocos cientos de kilómetros de la Tierra. La agencia espacial estadounidense lleva desde entonces estudia el escenario de una misión tripulada a Marte , pero no se ha definido previamente un cronograma específico para este proyecto cuyos costos superan un orden de magnitud al del programa lunar . Los líderes estadounidenses, por su parte, iniciaron varios programas tripulados ambiciosos destinados al espacio profundo (es decir, más allá de la órbita terrestre baja ) en las décadas posteriores al programa Apolo , pero estos siempre han fallado por falta de recursos y voluntad política real. Estos proyectos abortados son en orden cronológico la Iniciativa de Exploración Espacial de George HW Bush (1989), el programa Constellation de George W. Bush (2004) y el Camino Flexible (2010) cuya primera misión, la Recuperación y Utilización de Asteroides , fue cancelada en 2017.
la 20 de julio de 1989Para el 20 º aniversario de la llegada del Apolo 11 , el presidente de Estados Unidos George HW Bush puso en marcha un ambicioso programa espacial de más de 30 años, la Iniciativa de Exploración Espacial (SEI), que debería permitir la instalación de una base permanente en la Luna . Pero su costo, la falta de apoyo de la opinión pública y la fuerte reticencia del Congreso hicieron que el proyecto fracasara. En 2004, su hijo, el presidente George W. Bush , publica los objetivos a largo plazo que quiere asignar al programa espacial estadounidense mientras el accidente del transbordador espacial Columbia acaba de clavar en el suelo una flota de transbordadores espaciales que envejecen y que el destino de la Estación Espacial Internacional , a punto de completarse, está en suspenso. El proyecto presidencial Vision for Space Exploration quiere devolver al hombre al corazón de la exploración espacial : el regreso de los astronautas a la Luna está previsto antes de 2020 para una serie de misiones destinadas a prepararse para una posible presencia permanente del hombre en el planeta. suelo y desarrollar el equipo necesario para futuras misiones tripuladas a Marte establecidas en una fecha muy posterior. Esta vez, tanto la opinión pública como el Congreso están a favor del proyecto: la NASA establece el programa Constellation para cumplir con las expectativas presidenciales. Prevé la construcción de dos tipos de lanzadores , Ares I y Ares V , así como, de manera similar al programa Apollo , dos naves espaciales tripuladas, Altair y Orion . La NASA utiliza, adaptándolos, motores de cohetes desarrollados para el cohete Saturno V , los propulsores de cohetes del Transbordador espacial, así como muchas instalaciones terrestres que se remontan a los días del programa Apolo . Pero el programa se está quedando atrás y enfrenta un problema de financiación que, según los planes iniciales, se llevará a cabo sin un aumento sustancial en el presupuesto general de la NASA. Tras su toma de posesión, el presidente de Estados Unidos, Barack Obama, tiene el programa Constellation evaluado por la Comisión Agustín , creado para este propósito en7 de mayo de 2009. Con esto se concluye que faltan tres mil millones de dólares anuales para lograr los objetivos marcados, pero se confirma el interés de una segunda exploración humana de la Luna como paso intermedio antes de una misión tripulada a Marte. Iniciofebrero 2010, El presidente Obama anuncia la cancelación del programa Constellation , que posteriormente se confirma.
A pesar de la interrupción del programa Constellation , la NASA decidió continuar con el desarrollo del lanzador pesado Space Launch System (SLS) y la nave espacial interplanetaria Orion . Estas naves espaciales se utilizarán para llevar a cabo misiones interplanetarias de complejidad creciente con el objetivo final de depositar hombres en Marte . La estrategia así definida, denominada “ Camino Flexible ”, es mucho más progresiva de lo que se preveía en proyectos marcianos anteriores. Antes de colocar al hombre en Marte, se planea realizar misiones alrededor de la Luna, en asteroides cercanos y luego en la luna marciana Fobos para desarrollar materiales y ganar experiencia. Las primeras misiones SLS y Orion al espacio cis-lunar se fueron definiendo gradualmente durante los años siguientes. Sin embargo, la estrategia para explorar el sistema marciano en sí sigue siendo vaga.
La primera misión del programa Flexible Path es enviar una tripulación a la superficie de un asteroide cercano a la Tierra : la recuperación y utilización de asteroides (ARU) debe combinar el estudio in situ de este objeto y probar el nuevo equipo, en particular moviendo una roca de cuatro metros de diámetro en la superficie del asteroide para colocarlo en una órbita lunar. Sin embargo, tanto internamente en la NASA como en el Congreso de Estados Unidos , pocas personas apoyaron esta misión y finalmente fue cancelada enjunio de 2017. Esta cancelación vuelve a colocar a la Luna en el corazón del programa espacial tripulado.
Varias razones explican los repetidos fracasos de los proyectos misioneros lunares y marcianos.
Rusia anuncia a mediados de la década de 2010 que planea desarrollar una estación orbital lunar, la Estación Orbital Lunar, y enviar hombres a la superficie de la luna para 2030 utilizando la nave espacial Federatsia en desarrollo. Por su parte, la Agencia Espacial Europea lanzó en 2015 la idea de una aldea lunar , es decir de una base permanente en la Luna desarrollada por todas las naciones espaciales. China, cuyos logros espaciales están dando grandes pasos, ha estado planeando desde 2017 llevar hombres a la superficie de la Luna durante la década de 2030.
Puerta de enlace del espacio profundo de la estación espacial lunar (2017)En abril de 2017, la NASA aclaró la estrategia de su programa espacial tripulado con miras al abandono de la Estación Espacial Internacional, que se ve afectada por la obsolescencia a medio plazo. Anuncia el desarrollo de una estación espacial colocada en órbita lunar llamada Deep Space Gateway (DSG). Esto podrá acomodar tripulaciones por un período de 42 días. Incluirá un módulo de vivienda, un módulo de propulsión y puede ser un módulo que sirva como esclusa de aire. El DSG se ensamblará a partir de componentes transportados por el futuro lanzador pesado SLS y será atendido por la nave espacial Orion . En una primera fase del programa, las tripulaciones que deberían ocupar la estación a partir de 2025 la utilizarán para aprender a vivir y trabajar en órbita lunar. Esta fase también permitirá practicar el encuentro entre naves alejadas de la órbita terrestre baja. La NASA desea en esta etapa recurrir a empresas privadas y socios internacionales para misiones de reabastecimiento de combustible. Estas misiones son un preámbulo al envío de misiones a Marte que constituyen la fase final del programa. Para transportar a las tripulaciones, se planea desarrollar una gran nave espacial, el Deep Space Transport . Este será transportado a la estación lunar después de un lanzamiento por parte del SLS y luego será reabastecido antes de ser lanzado hacia Marte con una tripulación de 4 personas.
En abril de 2019, unos meses antes del quincuagésimo aniversario de la misión Apolo 11 en la que el primer hombre pisó suelo lunar, el vicepresidente de Estados Unidos, Mike Pence , después de criticar a la NASA y sus subcontratistas por el retraso en el desarrollo del lanzador pesado SLS. (la fecha del primer vuelo se deslizó de 2017 a 2021), anuncia que el presidente de Estados Unidos, Donald Trump, quiere que se deposite una primera tripulación en la superficie de la Luna en 2024, es decir, cuatro años antes de la fecha límite prevista hasta ahora por la NASA. El presidente asigna dos objetivos a la agencia espacial: por un lado mantener la fecha de 2024 y por otro lado llevar a cabo misiones "llamadas sostenibles" que permitan la exploración de la Luna y luego de Marte . Para poder cumplir con el primer objetivo, la NASA decide diseñar dos tipos de misiones. Las primeras misiones se simplifican (estancia corta de seis días y medio en la Luna, peso de transporte limitado, tripulación de dos, sin preposicionamiento de material en la superficie, embarcación lunar no reutilizable). Las llamadas misiones sostenibles que tienen lugar a partir de 2026 utilizan una nave lunar más grande que puede transportar más equipo y una tripulación de cuatro mientras la permanencia en la superficie es más larga. El lugar de aterrizaje de las misiones estaría ubicado cerca del polo sur lunar, ya que este es un objetivo científico importante y también alberga reservas de agua que pueden explotarse para facilitar estancias prolongadas en la Luna aumentando la autonomía de la tripulación (agua, oxígeno).
Medio-Mayo de 2019, se libera un sobre adicional de 1.600 millones de dólares con cargo al año presupuestario 2020 para este programa lunar, que se bautiza en esta ocasión "Programa Artemisa ", del nombre de la diosa griega que personifica a la Luna en la mitología griega . Esta es una referencia explícita al programa Apolo , que lleva el nombre de Apolo , el dios griego y hermano gemelo de Artemisa. Los fondos deben usarse de la siguiente manera:
En septiembre de 2020, la NASA produjo un documento que enumera los costos de la fase 1 del programa Artemis , que incluye las misiones Artemis I a Artemis III durante el período 2021-2025. El presupuesto necesario se estima en US $ 28 mil millones, pero no incluye la estación espacial Gateway , los hábitats de superficie y el desarrollo de un stromóvil , que solo son necesarios para la fase 2 del programa. Las principales partidas presupuestarias son el desarrollo del módulo lunar HLS ( US $ 16 mil millones ), así como el de la nave espacial Orion y el lanzador SLS ( US $ 7,6 mil millones en total). A modo de comparación, el costo del programa Apollo se estima en 250 mil millones de dólares (en dólares de 2020), pero los 28 mil millones no incluyen las sumas ya gastadas en las últimas dos décadas para desarrollar el lanzador SLS pesado y la nave espacial Orion .
Para cumplir con el apretado calendario impuesto por una primera misión a la superficie de la Luna en 2024, el administrador de la NASA solicita en septiembre de 2020 disponer de US $ 3.200 millones a partir de 2021 para financiar el desarrollo del módulo lunar.
En febrero de 2021, la Administración Biden confirma su apoyo al programa Artemis.
En 2019 y 2020, la NASA está tomando muchas decisiones para intentar cumplir con la fecha límite de 2024 fijada para la consecución del primer objetivo del programa Artemis, es decir, el regreso de los astronautas a la Luna. La agencia espacial decide delegar en empresas del sector espacial no solo la realización sino también el diseño de varios equipos:
En septiembre de 2020, la NASA detalla en un documento la fase 1 del programa Artemis, que incluye las primeras tres misiones, incluida Artemis III , que debe llevar una tripulación a la Luna.
Las primeras misiones del programa Artemis se especifican en 2020:
Con fecha de | Misión / nave espacial | Tipo de engranaje | Descripción / propósito | Destino | Lanzacohetes | Observación |
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2021 | PIEDRA ANGULAR | Nano-satélite experimental de 12U | Prueba de estabilidad de la órbita elegida para la estación lunar Gateway | NRHO alrededor de la Luna | Electrón | |
Junio 2021 | Peregrino 1 | módulo de aterrizaje lunar | Eliminación de instrumentos en la superficie de la Luna. | Superficie de la luna | Vulcano / Centauro | Primer vuelo del módulo de aterrizaje |
Octubre de 2021 | Nova-C | Módulo de aterrizaje lunar | Eliminación de instrumentos en la superficie de la Luna. | Superficie de la luna | Halcón 9 | Primer vuelo del módulo de aterrizaje |
Noviembre de 2021 | Artemis I | Nave espacial Orion | Primer vuelo del lanzador pesado SLS | Órbita circunlunar | Bloque 1 del sistema de lanzamiento espacial | Primer vuelo del lanzador SLS. Misión no tripulada |
Diciembre de 2022 | XL-1 | Módulo de aterrizaje lunar | Eliminación de instrumentos en la superficie de la Luna. | Superficie de la luna | Halcón 9 | Primer vuelo del módulo de aterrizaje |
2023 | Artemis II | Nave espacial Orion | Primer vuelo con la tripulación de la nave espacial Orion | Órbita circunlunar | Bloque 1 del sistema de lanzamiento espacial | |
finales de 2023 | Griffin y VIPER | Lander (Griffin) y astromóvil lunar | Estudio de hielo de agua | Superficie de la luna | Lanzador comercial | |
finales de 2023 | HLS | Vaso lunar | Posicionamiento previo de la nave para la misión Artemis III | Superficie de la luna | Lanzador comercial | Tres lanzamientos |
2024 | EPI y HALO | Módulos de la estación lunar Gateway | Módulos de propulsión y hábitat | NRHO alrededor de la Luna | Halcón pesado | |
2024 | Artemis III | Nave espacial Orion | Misión con tripulación a la superficie de la luna. | NRHO alrededor de la Luna | Bloque 1 del sistema de lanzamiento espacial | Los astronautas usan HLS pre-posicionado en órbita lunar para aterrizar y permanecer en la superficie de la luna |
Los principales países socios tradicionales de la NASA han anunciado su intención de participar en el programa Artemis. La Agencia Espacial Canadiense suministrará el brazo de control remoto Canadarm 3 para la estación espacial Lunar Gateway. El Canadá tiene un presupuesto de US $ 1.5 mil millones durante 24 años para desarrollar y mantener este equipo. Italia concluyó un acuerdo de cooperación en septiembre de 2020 con la NASA para el programa Artemis. El presupuesto de mil millones de euros podría cubrir la construcción de los módulos ESPRIT e iHab para la estación espacial lunar Lunar Gateway. El mismo mes, Japón por su parte también concluyó un acuerdo con la NASA para participar en el programa Artemis. Este país podría proporcionar un buque de carga HTV-X derivado del HTV que se encargaría de abastecer la estación espacial lunar así como un módulo de vivienda. Por su parte, la Agencia Espacial Europea está financiando la construcción del módulo de servicio de la nave espacial Orion.
Las tripulaciones de las misiones Artemis estarán formadas por astronautas de los diferentes países participantes en el programa Artemis: estadounidenses, japoneses, europeos, canadienses, etc.
Los miembros estadounidenses de las tripulaciones de las primeras misiones del programa Artemisa son seleccionados del cuerpo de astronautas de la NASA que incluye a 48 integrantes (incluidas 17 mujeres) desde la integración a principios de 2020 de la promoción 22 (las Tortugas, es decir las tortugas ). Los astronautas de esta promoción incluyen 7 mujeres y 6 hombres, 6 civiles y 7 soldados. A finales de 2020, se designan los 18 astronautas estadounidenses (nueve hombres y nueve mujeres) que participarán en el programa Artemis. Ocho de ellos forman parte de la última promoción.
Lista de astronautas estadounidenses seleccionados para el programa ArtemisEl administrador de la NASA , Bridenstine, dijo en julio de 2019 que la primera tripulación en aterrizar en la Luna incluye a una mujer con experiencia previa en una misión espacial, es decir, haber sido parte de la tripulación de la Estación espacial internacional . . La selección de tripulaciones para las misiones de Artemis debe realizarse al menos dos años antes de su lanzamiento. Además, la composición de la tripulación del Artemis II debería anunciarse en 2021. Incluiría a tres estadounidenses y un canadiense.
Los objetivos del programa definido por la NASA son tanto científicos como técnicos.
El programa Artemis tiene como objetivo ayudar a alcanzar los objetivos científicos asignados por el Informe de ciencia planetaria de 10 años elaborado por el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos . Los temas principales del informe que aborda el programa Artemis son la comprensión de los procesos planetarios y el ciclo de las aves, la reconstrucción de la historia del impacto en el origen de la formación del sistema Tierra-Luna, la búsqueda de elementos que proporcionen información sobre el Sol en sus orígenes, observando el universo desde la Luna, realizando experimentos en el entorno lunar e investigando métodos y equipos para reducir los riesgos que corren las tripulaciones de las misiones de exploración planetaria.
Para cumplir con estos objetivos, la estrategia desarrollada por la NASA en el marco del programa Artemis incluye:
Los astronautas en la superficie de la Luna serán los encargados de realizar experimentos científicos:
La presencia continua de astronautas en la superficie de la Luna debería permitir el desarrollo y la prueba de nuevos enfoques, tecnologías y sistemas que se pueden utilizar en entornos más difíciles. Las inversiones realizadas deberían permitir reducir el impacto de la exploración del espacio profundo y permitir el lanzamiento de misiones tripuladas a Marte. Las áreas de investigación prioritarias son:
La arquitectura de la misión lunar, tal como se define en Mayo de 2019, se basa en la disponibilidad de varias naves espaciales: el lanzador pesado Space Launch System , la estación espacial lunar Lunar Orbital Platform-Gateway que actúa como un relé entre la órbita lunar y la superficie de la Luna, la nave espacial Orion que se utiliza para transferir la tripulación entre la Tierra y la estación espacial lunar y la nave espacial lunar HLS ( Human Landing System ) responsable de dejar a la tripulación en suelo lunar y luego devolverlos a la estación espacial. También están previstos varios vuelos de lanzadores comerciales para posicionar misiones robóticas en la superficie de nuestro satélite con el fin de preparar la llegada de tripulaciones y repostar la estación espacial lunar.
El lanzador pesado Block 1 Space Launch System desarrollado principalmente por Boeing puede colocar 26 toneladas en órbita lunar . Él es responsable de botar la nave Orion con la tripulación a bordo. Ocho de los 37 lanzamientos previstos para 2028 para el programa Artemis son compatibles con este lanzador. Su primer vuelo tendrá lugar en 2020 o 2021. La versión bloque 1 incluye una primera etapa derivada del tanque externo del transbordador espacial estadounidense y propulsada por cuatro motores cohete RS-25 E versión derivados de los motores del transbordador espacial. En el despegue, el empuje lo proporcionan principalmente dos propulsores de cohetes sólidos de cinco segmentos, derivados directamente de los propulsores de cohetes sólidos (SRB) del transbordador espacial, que solo tenían cuatro segmentos. La segunda etapa ICPS ( Interim Cryogenic Propulsion Stage ) se deriva de la segunda etapa del lanzador Delta IV , es propulsada por un solo motor cohete propulsor líquido RL-10 B2, quemando una mezcla de hidrógeno líquido y oxígeno líquido.
La nave espacial Orion es responsable de transportar a la tripulación entre la Tierra y la estación espacial lunar en los viajes de ida y vuelta. A diferencia de las naves americanas recientemente desarrolladas, tiene la capacidad de ir más allá de la órbita terrestre baja: escudo térmico para soportar una velocidad de reentrada atmosférica de 11 km / s , alta capacidad de maniobra, protección térmica adaptada a la ruta interplanetaria, cabina que permite una larga estancia de la tripulación, etc. Lleva la arquitectura de la nave espacial Apollo con un módulo de control en forma de cono que contiene la cabina en la que se aloja la tripulación y un módulo de servicio en el que se recoge todo lo que no es necesario para el regreso a la Tierra. Este último módulo se libera antes de la reentrada atmosférica. El conjunto tiene una masa de 26 toneladas, incluidas 15,5 toneladas para el módulo de servicio. A diferencia de la nave espacial Apollo, utiliza paneles solares para el suministro de energía. Tiene un sistema de acoplamiento similar al del transbordador espacial estadounidense . Tiene una cantidad de propulsores significativamente menor que la del Apollo, lo que no le permite colocarse en una órbita lunar baja como la nave espacial Apollo ( delta-V de 1340 m / s contra 2800 m / s ) (se acopla con el estación espacial lunar que se coloca en una órbita alta que ahorra un delta-V de aproximadamente 1.500 m / s ). La nave espacial Orion está diseñada para aterrizar en el agua cuando regrese a la Tierra. Puede transportar a cuatro personas para una misión que dura tres semanas.
Caracteristicas | Orión ( Artemis II ) | Apolo | Soyuz |
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Largo | ~ 8,14 m | 11,03 m | 7,48 metros |
Diámetro máximo | 5,03 metros | 3,9 m | 2,72 metros |
Lapso | 18,8 m | 3,9 m | 10.06 metros |
Masa total ( propulsores ) | 25,85 toneladas (?) | 30,33 toneladas (18,5 toneladas ) | 7,25 toneladas (0,9 toneladas ) |
Volumen presurizado / habitable | 19,56 m 3 / 8,95 m 3 | / 6,17 m 3 | / 9 m 3 |
Delta-V | 1340 m / s | 2.800 m / s | 390 m / s |
Fuente de energía | Paneles solares | Celdas de combustible | Paneles solares |
Producción de energía | 11 kilovatios | 0 kW | 0,6 kW |
Duración de la misión | 21 días | 14 dias | 14 dias |
Tamaño de la tripulación | 4 | 3 | 3 |
Zona de aterrizaje | Mar | Mar | tierra |
La estación espacial lunar Lunar Orbital Platform-Gateway sirve como un relé entre la Tierra y la superficie de la Luna. No es un elemento obligatorio para las primeras misiones al suelo lunar: en las especificaciones de la nave lunar HLS, una reunión en órbita lunar entre la nave Orion y la HLS es una posibilidad por la que el candidato puede optar. Por otro lado, para las llamadas misiones sostenibles a partir de 2026, la estación lunar se vuelve obligatoria, en particular para permitir la reutilización de la totalidad o parte de la nave lunar. Para las primeras misiones del programa Artemis , se da prioridad a los dos módulos necesarios para las misiones que deben tener lugar en suelo lunar:
La estación espacial se coloca en una órbita alrededor de la Luna conocida como NRHO ( Near Rectilinear Halo Orbit ). Es una órbita de halo cuyo período orbital de 6,5 días , el perilune (el punto más cercano de la Luna) es de 3366 km y una luna de 70 000 km . Esta órbita se selecciona porque tiene varias ventajas:
En 2024, la estación espacial lunar estará limitada a dos módulos: el módulo de vivienda HALO ( 2 en el diagrama) y el módulo que proporciona energía y propulsión PPE ( 4 ). En el diagrama están amarrados los otros barcos involucrados en las primeras misiones de Artemis: un barco de suministro ( 3 ), el barco Orion (1) y el barco lunar ( 5 ) que deben dejar a la tripulación en tierra.
La estación espacial lunar se coloca en una órbita NRHO. Este diagrama muestra las diferentes órbitas norte y sur de NRHO L1 y L2. La órbita retenida es una L2 sur.
El papel de la nave espacial lunar HLS ( Human Landing System ) es dejar caer dos astronautas en suelo lunar. En la superficie, sirve como hábitat durante la misión, que inicialmente dura aproximadamente una semana, luego lleva a la tripulación de regreso a la estación espacial.
EspecificacionesPara cumplir con estos objetivos, la NASA recomienda una arquitectura compuesta por tres módulos que permite limitar la masa de cada módulo a menos de 15 toneladas, lo que lo hace compatible con el posicionamiento alrededor de la Luna por parte de vehículos comerciales (la versión de dos módulos similar a la de la El módulo Apollo tendría una masa de 9 a 12 t (módulo de ascenso) + 32-38 t . (Módulo de descenso):
Las especificaciones de la NASA especifican las principales características de la nave espacial HLS. Se deben construir dos versiones sucesivas de la nave espacial: la versión 2024 no reutilizable capaz de transportar a dos astronautas y tener que permanecer durante el día lunar y la versión final utilizada a partir de 2026 pudiendo transportar de tres a cuatro astronautas y posibilitando la supervivencia una noche lunar.
Característica | Requisitos para la misión 2024 | Requisitos para asignaciones posteriores a 2026 |
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Tripulación | 2 personas | 3 a 4 personas |
Capacidad de maniobra | Permite un viaje de ida y vuelta entre la órbita lunar y un sitio ubicado entre las latitudes 84 y 90 ° sur Capacidad para interrumpir la misión Aterrizaje automático en la superficie del Moon Rendezvous y acoplamiento automático en la estación espacial y en la nave espacial Orion |
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Fiabilidad | 97,5% con al menos dos paseos espaciales (no reutilizable) | 98% por misión, 87% durante un período de 10 años (> = 5 misiones) |
Precisión de aterrizaje | 100 m. | |
Lugar de aterrizaje | Iluminado permanentemente | > 50 horas de noche continua (objetivo 191 horas) |
Duración de la estancia | en el módulo ocho días terrestres En la superficie de la Luna 6.5 días |
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Paseos espaciales | duración> 4 h. Número> 2 |
duración> 8 h. Número = 5 |
Carga útil depositada en la superficie de la Luna | > 865 kg de los cuales xEMU combinación 373 kg Comida 59 kg Tripulación 175 kg |
> 1.595 kilogramos |
Otra carga útil al aterrizar | al menos 80 kg de instrumentación, incluidos 10-20 kg para cámaras e instrumentos en el habitáculo |
véase más arriba |
Carga útil de despegue | > 525 kg incluyendo combinación xEMU 167 kg Comida 18 kg Tripulación 175 kg |
> 1.070 kilogramos |
Otra carga útil de despegue | al menos 15 kg (objetivo 100 kg ) | ver arriba |
Para cumplir con estos plazos ajustados, la NASA está recurriendo al sector privado para desarrollar el módulo lunar. A mediados de mayo de 2019 se preseleccionan las propuestas de once fabricantes para desarrollar un módulo lunar o parte de un módulo lunar: Aerojet Rocketdyne , Blue Origin , Boeing , Dynetics , Lockheed Martin , Masten , Maxar (que proporciona el módulo de propulsión del Gateway ), Northrop Grumman , Orbit Beyond , Sierra Nevada y SpaceX . Blue Origin, con su Blue Moon , y Lockheed Martin, con un módulo de aterrizaje derivado de la nave espacial Orion son los favoritos.
El proceso de selección se realiza en dos etapas. la30 de abril de 2020, El administrador de la NASA Jim Bridenstine anuncia que se han seleccionado tres candidatos para detallar su oferta: Blue Origin que recibe US $ 579 millones para detallar su oferta, Dynetics que recibe US $ 253 millones y SpaceX que recibe US $ 135 millones. El finalista debe anunciarse en febrero de 2021. Los tres dispositivos preseleccionados a finales de abril son:
la 16 de abril de 2021La NASA selecciona la propuesta de SpaceX para el desarrollo y lanzamiento de las dos primeras misiones. La evaluación de la NASA se centró en tres criterios: en orden decreciente de importancia, aspectos técnicos (diseño, desarrollo, riesgos, pruebas, operaciones de lanzamiento y avance de la misión, etc.), costo y gestión del proyecto (organización, gestión de planificación, riesgos, etc.). .). Desde el punto de vista técnico, la solución de SpaceX y Blue Origin se considera aceptable (nivel medio 3/5 en la escala de la NASA que tiene cinco niveles) mientras que la de Dynetics se considera poco relevante (2/5). El costo de la propuesta de SpaceX (US $ 2.890 millones) es muy inferior al de sus competidores (dos veces menor que el de Blue Origin y cuatro veces menor que el de Dynetics. En términos de gestión de proyectos la propuesta de SpaceX está calificada como Sobresaliente (5/5) mientras que la de sus dos competidores se califica como Muy buena (4/5). Inicialmente se consideró seleccionar una segunda propuesta en esta etapa de desarrollo, pero la propuesta de Blue Origin, evaluada como técnicamente y la gestión del proyecto admisible, fue no retenido dado su costo y el presupuesto limitado disponible para la NASA para este componente del programa Artemis.
Se están desarrollando dos tipos de trajes espaciales para el programa Artemis
Los astronautas de la nave espacial Orion llevan el traje espacial OCSS ( Orion Crew Survival System ) durante el despegue y la fase de reentrada atmosférica . Resistente al agua (incluye casco), te permite sobrevivir en caso de descompresión accidental y es tradicionalmente de color naranja para que sea más fácil localizar a los astronautas después de que hayan aterrizado tras su regreso a la Tierra. Sus características son cercanas a las de los trajes espaciales utilizados para misiones a la Estación Espacial Internacional . Pero a diferencia de estos, cada traje espacial se corta a las dimensiones exactas de su usuario. Las zonas de fricción han sido reelaboradas, los guantes permiten un mejor toque y las botas brindan una mejor protección contra el fuego y son más cómodas.
Los astronautas usan el traje espacial xEMU ( Unidad de movilidad extravehicular de exploración ) durante sus caminatas espaciales en la superficie de la Luna. Se han realizado muchas mejoras en los trajes espaciales que usan las tripulaciones de la Estación Espacial Internacional durante sus paseos espaciales y en los trajes de los astronautas del Apolo . El traje está mejor protegido contra la contaminación corrosiva del polvo lunar. La miniaturización de la electrónica ha permitido duplicar la mayoría de los sistemas vitales, lo que permite reducir los riesgos y considerar salidas de mayor duración. Es capaz de soportar temperaturas extremas entre -250 ° C y +250 ° C. El xEMU permite una mayor agilidad gracias a las articulaciones rediseñadas que también limitan los esfuerzos realizados por el astronauta. El nuevo sistema de micrófono / auriculares, mejorado para una mejor calidad de audio, elimina la incómoda tapa de snoopy . Los astronautas se pusieron el traje espacial entrando por una puerta ubicada en la parte posterior del mismo, utilizando el dispositivo de los trajes rusos Orlan .
El EGS ( Exploration Ground Systems ) reúne todas las instalaciones necesarias para llevar a cabo el montaje final y lanzamiento de los cohetes (SLS y lanzadores comerciales) que llevarán las distintas embarcaciones y equipos a la Luna. Con este fin, las instalaciones en el Complejo de Lanzamiento 39 en el Centro Espacial Kennedy en la Florida se están adaptando y rehabilitados. Se trata de la plataforma de lanzamiento 39B desde la que deben despegar el lanzador SLS, el edificio de montaje VAB, la plataforma de lanzamiento móvil y la oruga responsable de su transporte.
Se actualizó la matriz de antena parabólica de 36 metros de diámetro de Deep Space Network responsable de comunicarse con las naves y tripulaciones del espacio profundo en la superficie de la luna. Los equipos de las antenas de Goldstone , Canberra y Madrid (dos antenas en cada sitio) se actualizan para permitir un rendimiento de 100 megabits / segundo en el enlace descendente y 20 Mb / s en el enlace ascendente . Se crea una nueva red de antenas parabólicas de 18 metros de diámetro, las LGS ( Lunar Ground Stations ) para comunicaciones con misiones lunares. Se define un conjunto de protocolos, interfaces y estándares de comunicaciones, LunaNet, para facilitar los intercambios entre robots, tripulaciones y equipos en el entorno lunar.
Para optimizar los costos y los plazos, la NASA utiliza lanzadores comerciales, por un lado, para colocar los diversos componentes (módulos de la estación espacial lunar y de la nave espacial lunar HLS), por otro lado, para abastecer la estación espacial lunar. Lunar Orbital Platform-Gateway in consumibles (propulsores, agua, oxígeno). De los 37 lanzamientos programados entre 1999 y 2028, 29 deben ser apoyados por lanzadores comerciales, siendo los otros ocho por el lanzador gigante SLS. Los términos de los contratos que se firmarán con los proveedores de este servicio son similares a los del programa COTS de repostaje de la Estación Espacial Internacional . De acuerdo con la arquitectura de misión más probable, los tres módulos de la nave lunar (podría haber solo dos, pero eso dejaría fuera de juego a las naves comerciales para uno de los dos módulos) cuya masa total alcanza unas cuarenta toneladas se enviarán por separado para acomodar las capacidades limitadas de los lanzadores. Pour les missions de ravitaillement, selon le cahier des charges établi par la NASA au cours de l'été 2019, le fournisseur devra mettre à disposition un cargo spatial pouvant s'amarrer à la station spatiale lunaire, générer sa propre énergie et resté amarré durant un año.
Lanzacohetes | Constructor | 1er vuelo | Capacidad de órbita lunar | Costo | Observación |
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Bloque 1 del sistema de lanzamiento espacial | Boeing | 2020 o 2021 | 26 t. | ||
Falcon Heavy versión no reutilizable | SpaceX | Operacional | 15 t. | US $ 90 millones | |
Vulcano con etapa de Centauro | Alianza de lanzamiento unida | 2021 | 13 t. | aproximadamente US $ 200 millones? | Versión más potente disponible en 2024 |
New Glenn | Origen azul | 2021 | 13,6 t. | entre 100 y 200 millones de dólares estadounidenses? |
Antes de aterrizar hombres en la región del polo sur lunar , la NASA quiere lanzar varias misiones robóticas con el objetivo de realizar un primer reconocimiento. El primer objetivo de estas misiones es estudiar las características del hielo de agua presente, razón de ser de la selección del polo sur. Los otros objetivos son el estudio de la geología lunar y el medio ambiente para preparar las primeras misiones tripuladas. Estas misiones robóticas continuarán después del primer aterrizaje de una tripulación en suelo lunar.
La agencia espacial ha decidido encomendar el desarrollo de los módulos de aterrizaje encargados de depositar este equipo científico en la Luna, a la industria privada. El programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) opera de manera análoga al programa COTS para repostar la Estación Espacial Internacional . Tendrán que realizar un primer vuelo para 2020 y 2021. Los dispositivos desarrollados deben poder tener al menos 40 a 100 kg en la superficie de la Luna.
Se han seleccionado tres módulos de aterrizaje lunares en 2019 y 2020 para colocar 23 cargas útiles tecnológicas o científicas en suelo lunar: se espera que Peregrine de Astrobotic Technology , Nova-C de Intuitive Machines y XL-1 de Masten Space Systems realicen un primer vuelo entre 2021. y 2022.
En octubre de 2019, la NASA decidió desarrollar el rover (rover) VIPER . con el fin de estudiar el hielo de agua presente en el regolito en el fondo de los cráteres ubicados en el polo sur de la Luna. El agua podría desempeñar un papel importante para que la tripulación de astronautas permanezca en la superficie de la Luna al proporcionar los consumibles necesarios (oxígeno, agua consumible y propulsores) a través de tecnologías de uso de recursos in situ . La nave espacial, que se lanzará alrededor de diciembre de 2022, es una de las misiones desarrolladas bajo el Programa Artemis. Lleva un taladro y tres instrumentos destinados a analizar los núcleos del suelo. La remoción del rover de 250 kg en suelo lunar debe confiarse al programa de servicios comerciales de carga útil lunar .
Según el cronograma publicado en mayo de 2019, la NASA planea realizar 37 lanzamientos entre 2019 y 2028 como parte del programa Artemis. Estos vuelos incluyen el envío de misiones de reconocimiento robótico, el posicionamiento en órbita lunar de los componentes de la estación espacial y ejemplos de la nave espacial lunar HLS, el reabastecimiento de combustible de la estación espacial y finalmente el envío de las tripulaciones destinadas a probar el lanzador SLS. ( Artemis I ) la nave espacial Orion ( Artemis II ), luego para aterrizar en la Luna ( Artemis III , 4, 5, 6). La mayoría de los lanzamientos los realizan lanzadores comerciales.
Las misiones de la fase I del programa Artemis (2021-2024) tienen como objetivo cumplir con el plazo fijado por el presidente Trump. Después de haber validado el funcionamiento del lanzador SLS y la nave espacial Orion en vuelo, esto implica colocar una primera tripulación en suelo lunar utilizando el módulo lunar HLS en 2024 (misión Artemis III ). El progreso de las tres misiones Artemis en esta fase no opera la estación espacial Gateway, pero, sin embargo, se planea lanzar los módulos de propulsión PPE y de vida HALO de la estación durante este período.
El programa Artemis comenzará con dos misiones para finalizar los vehículos y los procedimientos antes de llevar a la primera tripulación a la luna. El primer vuelo, la misión Artemis 1, es para probar la nave espacial no tripulada Orion en 2021 . El Artemis 2 llevará el mismo barco tripulado en 2022-2023 para un vuelo alrededor de la Luna. En ambos casos la nave espacial Orion debe ser puesta en órbita por el lanzador pesado SLS Block 1. En el mismo año, un cohete comercial debe colocar el primer módulo de la estación en órbita lunar . Este es el módulo con propulsión y suministro de energía. En 2023, un cohete comercial lanzará el segundo módulo MiniHab, del tipo hábitat. Este módulo tiene al menos dos puertos de acoplamiento libres que permiten acoplar simultáneamente el módulo lunar responsable de llevar a los astronautas al suelo lunar (un hombre y una mujer) y la nave espacial Orion. El módulo lunar, que incluye tres subconjuntos, se colocará en órbita lunar gracias a tres vuelos comerciales.
Las diferentes etapas del programa Artemis entre 2020 y 2024.
Progreso de la misión Artemis III .
La misión Artemis III es la primera en traer una tripulación al suelo lunar. Según el escenario recomendado por la NASA, su duración total es de 25 a 34 días y la estancia en la Luna es de seis días y medio. La tripulación está formada por cuatro personas, dos de las cuales (una tripulación mixta) deben descender a suelo lunar. El avance de esta primera misión en suelo lunar es el siguiente:
El objetivo final del programa Artemis es establecer instalaciones permanentes en la región del Polo Sur que permitan a las tripulaciones realizar estadías prolongadas dedicadas al desarrollo de las tecnologías necesarias para la exploración humana de los planetas (preparación de misiones a la superficie de Marte) y la estudio científico de la Luna. Las misiones de la fase II del programa Artemis deben permitir que los procedimientos se perfeccionen en la superficie de un planeta confiando en una estación espacial lunar Gateway con mayores capacidades y un campamento base lunar establecido en la superficie de la Luna de tal manera permanente y ocupado a intervalos regulares. Este último debe incluir un módulo de vivienda, un sistema de producción de energía, equipos que permitan la explotación de recursos in situ (agua, oxígeno, materiales de construcción) y dos tipos de rover (presurizados y no presurizados).
Según los planes publicados por la NASA en mayo de 2019, los astronautas tendrán una nave espacial lunar HLS con capacidades mucho mayores que pueden dejar caer hasta cuatro personas en el suelo. El hábitat podrá soportar una noche lunar parcial o incluso completa (objetivo). El equipo que se les pone a su disposición está pre-posicionado por misiones robóticas. La estación espacial se irá ampliando gradualmente con nuevos módulos (esclusa, hábitat, etc.). El avance de las misiones, que queda por fijar durante 2020, podría ser el siguiente:
Para algunos, la viabilidad del programa Artemis con el calendario establecido es incierta, dada la modestia de las sumas asignadas al programa en el presupuesto de 2020 y la ausencia de una dotación presupuestaria dedicada al programa para los años siguientes:
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