Cómo planea la NASA capturar un asteroide para traerlo a la Luna

El pasado abril se hizo pública la última estrategia de la NASA para reactivar su programa espacial tripulado. La agencia espacial norteamericana pretende capturar un pequeño asteroide y traerlo hasta la órbita lunar de forma automática. Posteriormente, una misión tripulada usando la futura nave Orión lo examinará de cerca y traerá una muestra del mismo. Fantástico, ¿pero cómo piensan hacerlo?

Diseño de la sonda ARM para capturar un asteroide (Mazanek et al.).

La misión, conocida como ARM (Asteroid Retrieval Mission), consiste en una sonda de 17995 kg equipada con una especie de bolsa para capturar el asteroide. La nave estará dotada de un sistema de propulsión eléctrica con una potencia de 50 kW para llegar hasta él. Aunque el año pasado pudimos ver un diseño preliminar del grupo KISS -no ese grupo Kiss, sino el Keck Institute for Space Studies-, ahora se van perfilando los detalles de la misma. La nave empleará cuatro propulsores de efecto Hall con una potencia de 10 kW cada uno y con un impulso específico de 3000 segundos. Como propelente se usarán doce toneladas gas xenón y el empuje total del sistema de propulsión será de apenas un newton. Para complementar al sistema de propulsión eléctrico (SEP), la sonda llevará ocho propulsores de 200 N cada uno a base de propelentes hipergólicos (tetróxido de dinitrógeno y MMH) para maniobras orbitales. Este sistema es clave, ya que será el encargado de hacer girar la nave y sincronizarla con la rotación del asteroide. Cada panel solar tendrá un diámetro de diez metros y un área de 70 metros cuadrados. La insistencia en usar propulsión eléctrica no es casual. Gracias al sistema SEP, la sonda podrá tener una masa al lanzamiento de apenas 18 toneladas. De no usar propulsión eléctrica, la sonda tendría una masa inicial de entre 200 y 300 toneladas (!). (Definitivamente, la propulsión eléctrica es la clave para la exploración del Sistema Solar, pero ese es otro tema.)

Ventajas de usar propulsión eléctrica con respecto a la masa de la sonda ARM (Mazanek et al.).

La misión tendrá una duración de entre seis y diez años. Tras despegar a bordo de un lanzador Atlas V 551 a principios de la década siguiente, la sonda sobrevolará la Luna para aumentar su velocidad y tras varios años usando el sistema de propulsión eléctrico llegará hasta el pedrusco en cuestión. Y es que el asteroide tendrá un diámetro no superior a los siete metros. En un periodo de 90 días, la sonda estudiará el asteroide, analizará su periodo de rotación y procederá a capturarlo mediante una bolsa desplegable y un conjunto de cinchas metálicas. Previamente deberá igualar su rotación a la del asteroide y, una vez capturado, eliminarla. La nave emprenderá el camino de vuelta y antes de 2030 quedará situada en una órbita de halo en el punto L2 de Lagrange del sistema Tierra-Luna sobre la cara oculta de nuestro satélite. Después, en una fecha aún por determinar, una nave Orión con astronautas a bordo despegará mediante el futuro cohete SLS y se dirigirá al asteroide, donde recogerá algunas muestras para traerlas a la Tierra.

Esquema de la misión (Mazanek et al.).

Propuestas para capturar el asteroide (Mazanek et al.).

El gran problema de este plan es que todavía no se ha descubierto ningún asteroide que cumpla con los requisitos para ser capturado. Y, obviamente, es un problemagordo. De entre los posibles candidatos destaca 2000 SG344. Su órbita es tan accesible desde la Tierra (se requiere muy poca Delta-V) que podría ser capturado a pesar de tener una masa de siete toneladas. Claro que si 2000 SG344 es en realidad un oscuro asteroide carbonáceo de tipo C bien podría tener un diámetro de 90 metros y una masa superior a las ochocientas mil toneladas, así que sólo podríamos capturar un ‘pedacito’. El siguiente candidato más favorable en términos orbitales es 2006 RH120, de tan ‘sólo’ 1200 toneladas, pero huelga decir que no sabemos nada sobre él… ni sobre ninguno de los otros, ya que estamos. Podrían ser demasiado grandes o no tener la composición adecuada -lo ideal es que sean asteroides carbonáceos-, entre otras incógnitas. Ahora mismo, la falta de un candidato adecuado es el principal cuello de botella del proyecto. Si la misión ARM quiere salir adelante, primero debe encontrar un objetivo que esté a la altura. Porque otro problema son las fechas. Simplemente no cuadran. La NASA desearía tener un asteroide sobre la Luna alrededor de 2025, pero -y hasta que no se descubra un objetivo mejor- la mayoría de modelos contempla una fecha de retorno próxima a 2030. ¿Logrará sobrevivir el programa SLS-Orión hasta esa fecha sin la ‘excusa’ de la misión ARM? Resulta poco probable.

Posibles candidatos -con sus masas- para ARM (Mazanek et al.).

A nadie se le escapa que la sonda ARM no es más que un intento de la NASA por dar una justificación científica al programa tripulado Orión-SLS, pero se trata de la primera iniciativa original para salir más allá de la órbita baja terrestre que hemos visto en muchos años. Hasta la fecha, las propuestas de la NASA para usar el SLS pasaban por repetir una y otra vez la misión Apolo 8 de 1968. La misión ARM es un soplo de aire fresco muy necesario, lo que no implica que su éxito esté garantizado. Más bien lo contrario. Los científicos la ven como un futuro pozo sin fondo presupuestario en el que la NASA volcará casi todo el ya escaso presupuesto destinado a la exploración planetaria, mientras que los partidarios del programa tripulado la ven como una excusa muy endeble para justificar el programa SLS. ¿Logrará la NASA salirse con la suya y traer un asteroide hasta la Luna?