La Nasa presentó a finales de la pasada semana su nave espacial más nueva, Orion, diseñada y construida para llevar astronautas a la Luna y eventualmente a Marte en las misiones Artemisa. Una nave Orion no tripulada será probada en la misión Artemisa I y viajará 40.000 millas más allá de la Luna, más lejos que cualquier nave espacial construida para humanos. Esta nave se preparará para una misión Artemisa II tripulada y misiones posteriores que llevarán a los astronautas a la superficie de la Luna y al Gateway lunar.
La tripulación y el módulo de servicio de Orion llevarán a los astronautas al espacio profundo. El sistema de cancelación de lanzamiento, ubicado en la parte superior de la nave espacial, solo se usa para alejar del cohete el módulo de la tripulación y los astronautas en su interior de forma segura en caso de una emergencia y se desechará después de un lanzamiento exitoso y un ascenso a la cima del cohete Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS).
La cápsula Orion capitaliza más de 60 años de experiencia en exploración espacial de la Nasa. Construido por el contratista principal Lockheed Martin, puede proporcionar espacio vital en misiones para cuatro astronautas por hasta 21 días sin acoplarse a otra nave espacial. Los avances en tecnología para viajes en el espacio profundo, como soporte vital, aviónica, sistemas de energía y protección térmica de última generación, ayudarán a la tripulación durante el lanzamiento, el aterrizaje y la recuperación.
La estructura subyacente del módulo de la tripulación se denomina recipiente a presión, que consta de siete piezas grandes de aleación de aluminio que se unen mediante soldadura por fricción en las instalaciones de ensamblaje Michoud de la Nasa en Nueva Orleans. El proceso produce una cápsula hermética fuerte, pero liviana.
La cubierta protectora de los lados en forma de cono del módulo de la tripulación, conocida como la carcasa trasera, está compuesta por 1.300 placas de sistema de protección térmica. Los mosaicos están hechos de un material de fibra de sílice similar a los que se usaron durante más de 30 años en el transbordador espacial y protegerán a la nave tanto del frío del espacio como del calor extremo del reingreso.
Escudo térmico
La parte inferior de la cápsula, que experimentará las temperaturas más altas cuando Orión regrese a la Tierra, está cubierta por el escudo térmico ablativo más grande del mundo, que mide cinco metros y medio de diámetro. El escudo térmico protegerá a Orion cuando ingrese en la atmósfera de la Tierra, viajando inicialmente a unos 40.000 kilómetros por hora y soportando temperaturas de casi 5.000° F, aproximadamente la mitad del calor del Sol.
La superficie exterior del escudo térmico está hecha de bloques de un material llamado Avcoat, una versión reformulada del material utilizado en las cápsulas Apolo. Durante el descenso, el Avcoat sufre una ablación o se quema de forma controlada, transportando el calor lejos de Orión.
La cubierta de la bahía delantera en la parte superior del módulo de la tripulación protege la parte superior de la cápsula y los paracaídas de Orion durante el lanzamiento, el vuelo orbital y el reingreso. Está cubierto con las mismas tejas de protección térmica que la carcasa trasera. Después de que la nave espacial vuelve a entrar en la atmósfera de la Tierra, se desecha a una altitud de aproximadamente 7.000 metro para permitir el despliegue del sistema de paracaídas.
La cápsula de tripulación tiene un sistema de propulsión compuesto por 12 pequeños motores llamados propulsores del sistema de control de reacción. Cuando el módulo de la tripulación se separa del módulo de servicio para volver a entrar, los 12 propulsores se utilizan para guiar el módulo de la tripulación, asegurarse de que esté correctamente orientado con el escudo térmico hacia abajo y mantener la nave espacial estable durante su descenso.
Alojamiento de la tripulación
En el interior de Orion, una estructura de aluminio de vigas entrecruzadas llamada conjunto de columna vertebral proporciona la estructura del piso donde se unirán los asientos de la tripulación y es donde se ubicarán los casilleros de estiba de la tripulación. La mayor parte del equipo que la tripulación necesitará para vivir en el espacio en futuras misiones se almacenará aquí.
Los cuatro asientos del módulo de la tripulación están diseñados para alojar a los astronautas. Los asientos son ajustables para garantizar que los astronautas puedan alcanzar todos los controles mientras usan sus trajes presurizados.
Una serie de adaptaciones ayudarán a los astronautas a sentirse como en casa. Los tanques y un dispensador proporcionan agua potable y una forma sencilla de rehidratar y calentar la comida. El baño contará con un nuevo inodoro compacto, con un diseño que facilita el uso en el espacio tanto para hombres como para mujeres. Un dispositivo de ejercicio incorporado proporciona entrenamiento aeróbico y de fuerza para los astronautas. En caso de un evento de radiación, como una llamarada solar, los miembros de la tripulación se refugiarán en dos grandes compartimentos de estiba en el piso de la cápsula, utilizando los materiales densos a bordo como protección.
Pantallas y controles
Los astronautas operarán Orion utilizando un sofisticado sistema de visualización y control que utiliza software avanzado para ayudar a la tripulación. Ésta podrá comandar la nave espacial utilizando solo tres pantallas, alrededor de 60 interruptores físicos, dos controladores manuales giratorios, dos controladores manuales de traslación y dos dispositivos de control del cursor. Los procedimientos electrónicos también están programados en el sistema para ayudar a la tripulación en los procesos diarios y de emergencia, ahorrando tiempo y espacio a la tripulación y haciendo obsoletos los grandes manuales en papel de las operaciones del sistema.
Los sistemas de control ambiental y soporte vital harán del módulo de la tripulación un lugar habitable para los astronautas. Un nuevo sistema regenerable elimina el dióxido de carbono y la humedad y mantiene limpio el aire de la cabina. El sistema también mantiene la temperatura y la presión de la nave espacial y detecta si el ambiente interno se vuelve inseguro. Los trajes espaciales del sistema de supervivencia de la tripulación de Orion interactúan con el soporte vital para mantener vivos a los astronautas hasta por seis días para permitirles regresar a casa en caso de despresurización de la cabina.
Paracaídas
El módulo de la tripulación alberga el sistema de paracaídas de Orion. Los paracaídas aseguran un aterrizaje seguro para los astronautas que regresan a la Tierra a altas velocidades en la nave espacial. La atmósfera de la Tierra, que actúa como un freno en Orion, inicialmente reducirá la velocidad de la nave espacial de aproximadamente 40.000 kilómetros por hora a 523 kilómetros por hora.
Luego, el sistema de 11 paracaídas debe desplegarse en una secuencia precisa para reducir la velocidad de Orion a una velocidad relativamente suave de 32 kilómetros por hora para amerizar en el Océano Pacífico.
Módulo de servicio europeo
Debajo del módulo de la tripulación se encuentra el Módulo de servicio europeo de Orion , proporcionado por la ESA (Agencia Espacial Europea) y construido por el contratista principal, Airbus. El módulo de servicio es el motor de la nave espacial: le proporciona electricidad, propulsión, control térmico, aire y agua.
El módulo de servicio de Orion proporciona capacidades de propulsión que le permiten dar la vuelta a la Luna y regresar a sus misiones. Tiene 33 motores de varios tamaños. El motor principal proporcionará importantes capacidades de maniobra en el espacio, incluida la inserción de Orion en una órbita retrógrada distante y su salida de la órbita para regresar a la Tierra. Los 24 propulsores de control de reacción se utilizan para dirigir y controlar Orion mientras está en órbita. También se utilizan ocho motores auxiliares para maniobras de traslación, actuando esencialmente como respaldo del motor principal. El sistema de propulsión también tiene la capacidad de llevar a la tripulación a casa en una variedad de situaciones de emergencia, incluidos escenarios de aborto después de que el sistema de aborto de lanzamiento ya se haya desechado.
El sistema de energía eléctrica del módulo de servicio proporciona energía para toda la nave espacial Orion. El sistema gestiona la energía generada por las cuatro alas de paneles solares del módulo, que proporcionan suficiente electricidad para alimentar dos casas de tres habitaciones. Se utilizan un total de 15.000 células solares en los cuatro conjuntos para convertir la luz en electricidad y los conjuntos pueden girar para permanecer alineados con el Sol para obtener la máxima potencia.
El sistema de control térmico incluye radiadores e intercambiadores de calor para mantener a los astronautas y el equipo a una temperatura agradable. El sistema de control térmico incluye una parte activa, que transfiere el calor de toda la nave espacial a los radiadores del módulo de servicio y una parte pasiva, que protege el módulo de servicio de los ambientes térmicos internos y externos.
El sistema de almacenamiento de consumibles del módulo de servicio proporciona agua potable, nitrógeno y oxígeno al módulo de tripulación, almacenados en tanques. El agua potable es proporcionada por el sistema de suministro de agua, cubriendo las necesidades de agua utilizable de la tripulación durante la misión. El oxígeno y el nitrógeno son proporcionados por el sistema de suministro de gas, con la cantidad de gases en cada tanque ajustable según el perfil de la misión.
El módulo de tripulación de Orion se separará del módulo de servicio poco antes de volver a entrar en la atmósfera terrestre. El módulo de la tripulación es la única porción de Orion que regresará a la Tierra al final de cada misión. En los primeros vuelos, se reutilizarán los componentes del módulo de tripulación de alto valor, como la aviónica y los sistemas de control ambiental y soporte vital, con planes para reutilizar más componentes en misiones posteriores.
A través de las misiones Artemisa, la Nasa llevará a la primera mujer y a la primera persona de color a la Luna, allanando el camino para una presencia lunar sostenible a largo plazo y sirviendo como trampolín para futuras misiones de astronautas a Marte.
