La pizarra de Yuri: astronáutica
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jueves, 22 de julio de 2010

Qian Xuesen, el otro diseñador jefe.

...todos los que sabían algo sobre el tema parpadearon con asombro y desesperación
ante semejante acto de ceguera, fanatismo e idiotez. Ninguna trama de espionaje
suministró jamás tanta información sobre cohetería, misilística y tecnología
aeroespacial avanzada a una potencia extranjera de un solo golpe. Con este
monumental gol en propia portería, los Estados Unidos exportaron un programa
espacial entero a la República Popular China de Mao. Un programa espacial que
se llamaba Qian Xuesen.



En 1955, la República Popular China era un país inmenso, superpoblado y atrasado recién salido de la Revolución que la fundó y de la Guerra de Corea. Apenas empezaba a apuntar algo llamado industria china; la mera idea de que pudieran tener un sector aeroespacial capaz ya no de mandar gente al espacio, sino de fabricar un avión sencillo, era pura fantasía.

En 1975, veinte años después, la República Popular China ya había desarrollado un extenso programa de misiles balísticos y lanzadores espaciales que le permitió poner sus primeros satélites en órbita. En 2003 lanzó su primer taikonauta al cosmos. Actualmente se plantea instalar estaciones espaciales, mandar misiones a la Luna y Marte y convertirse en un operador comercial de primer orden. El programa espacial chino es el otro gran programa espacial, la otra gran esperanza para nuestro futuro en las estrellas.

Como siempre, hubo muchas personas brillantes detrás de todos estos logros; y como casi siempre, hubo al menos una que destacó por encima de todas las demás; el cerebro, el alma del proyecto, el hombre cuyos ojos miraban a las estrellas y sus manos trabajaban pegadas a la tierra. Si en los Estados Unidos éste se llamaba Wernher von Braun y en la Unión Soviética Sergei Korolev, en la República Popular China su nombre fue Qian Xuesen. ¿Habías oído hablar alguna vez de él?

El becario genial.

Qian Xuesen (錢學森) –también transliterado como Tsien Hsue-Shen y de otras maneras– nació en Hangzhou siendo diciembre de 1911. Pocas semanas después sería derrocado por primera vez el último emperador de China (o penúltimo, según se mire) mientras el empobrecido país agrícola se deslizaba hacia la larga y compleja Guerra Civil que se saldaría finalmente con la Revolución y el triunfo de los comunistas de Mao. Podemos hacernos fácilmente una idea de los tiempos convulsos en que se formó el pequeño Qian, hijo de un funcionario público estatal.

Sin embargo, esto no le privó de recibir una educación de cierta calidad en un tiempo en que millones de campesinos desharrapados pasaban hambre, miseria y privaciones de toda especie. Su familia se mudó a Shanghai cuando él tenía tres años, pues a su padre le asignaron un cargo en el Ministerio de Educación. Allí estudió y terminaría graduándose como ingeniero mecánico de ferrocarriles en la Universidad Jiao Tong, siendo 1934; el año en que empezó la Larga Marcha

El excelente desempeño de Qian en la universidad le hizo acreedor a una beca indemnizatoria por la Rebelión Boxer, que permitía a los estudiantes chinos más destacados proseguir su formación en los Estados Unidos. Así, después de un breve paso por la Fuerza Aérea China, el joven de veintitrés años abandonaba su país natal para seguir estudiando en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Allí se destacó otra vez, y de qué manera. A pesar de las dificultades idiomáticas, obtuvo un doctorado en Ingeniería Mecánica al año siguiente en esta prestigiosa institución; y, aprovechando su capacidad poco común en matemáticas teóricas, pasó al Instituto Tecnológico de California (CalTech) para continuar sus estudios bajo la dirección del legendario ingeniero aeroespacial Theodore von Kármán.

Fue por aquel entonces cuando Qian se evidenció como un genio extraordinario de quien nadie quería prescindir. Él, por su parte, comenzó a interesarse en el uso de cohetes para futuros vuelos espaciales siguiendo las ideas de Frank Malina. Protegidos por Von Kármán y junto a otros estudiantes del CalTech, pusieron en marcha un grupo de investigación en cohetería al que todo el mundo llamaba el escuadrón suicida debido a las características explosivas de sus trabajos. Este escuadrón suicida, años después, se convertiría en el Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Durante la Segunda Guerra Mundial los estudiantes del escuadrón suicida fueron reclutados para las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos, donde el ingeniero chino alcanzó el grado de coronel. Trabajaron en el desarrollo de diversos cohetes para la artillería y la aviación; un equipo dirigido por Qian produjo en 1944 el primer cohete norteamericano de etapas múltiples, llamado Private-A. Al finalizar el conflicto, él y Von Kármán fueron los primeros que viajaron a la Alemania derrotada para hacerse con sus especialistas y ponerle las manos encima a la V-2. Entre estos especialistas capturados se encontraba ni más ni menos que Wernher von Braun. Nadie podía sospechar por aquel entonces que el futuro padre del programa espacial chino estaba interrogando y evaluando al futuro padre del programa espacial norteamericano.

Tras la guerra, Qian siguió sirviendo a los Estados Unidos, apuntando cada vez más alto, cada vez más lejos. Von Kármán escribió sobre él: "A los 36 años, era un genio indisputable cuyo trabajo estaba proporcionándnos un ímpetu enorme para avanzar en la aerodinámica de alta velocidad y la propulsión a chorro." En Europa conoció a una famosa cantante de ópera llamada Jiang Ying, hija de un alto cargo vinculado a los nacionales anticomunistas de Chiang Kai-Shek, con quien se casaría durante una visita a China en 1947.

Poco después de su regreso a los Estados Unidos para dar clases en el MIT, Qian se convirtió en el director del Centro de Propulsión a Chorro Daniel y Florence Guggenheim del CalTech y se puso a trabajar en el diseño de un avión cósmico intercontinental que después se convertiría en el X-20 Dyna-Soar; un antecesor directo del transbordador espacial. Padre ya de su primer hijo y con otra peque en camino, solicitó la nacionalidad estadounidense en 1949. El doctor Qian Xuesen estaba a punto de convertirse en uno de los padres del programa espacial norteamericano, cada vez más y más cerca de las regiones del cosmos.

La histeria anticomunista.

Entonces, un informe del FBI cayó sobre él y su familia como un mazazo. Qian aparecía en una lista de miembros y simpatizantes del Partido Comunista de los Estados Unidos elaborada en 1938. Sus constantes servicios a Norteamérica no le sirvieron de nada, ni tampoco el hecho de estar casado con la hija de un nacional chino. Inmediatamente tras la victoria revolucionaria de Mao y con la caza de brujas del macarthismo ya en marcha, el ingeniero fue desprovisto de todas sus calificaciones securitarias, lo que le impedía trabajar de hecho en el sector aeroespacial. Imposibilitado así para mantener a su familia, anunció su intención de regresar a la ahora maoísta China (lo que probablemente no fuera más que una forma de presión para que le dejaran en paz).

Había medido mal el alcance y la extensión de la histeria anticomunista en los Estados Unidos. Este anuncio provocó que lo encerraran en la aislada prisión de Terminal Island. Muchas personas trataron de interceder por él, pero sólo lograron que fuera transferido a un severo régimen de arresto domiciliario en condiciones miserables. Le acusaron de espionaje por un supuesto intento de sacar documentos secretos de los Estados Unidos; tales documentos no eran otra cosa que tablas logarítmicas. Hasta el entonces Subsecretario de la Armada dijo, años después: "Fue la cosa más estúpida que este país hizo jamás. Qian no era más comunista que yo, y le obligamos a marcharse."

El caso es que uno de los mejores expertos en ingeniería aeroespacial de Estados Unidos y del mundo entero, con la cabeza llena de la ciencia más avanzada, quedó integrado en un programa de intercambio de prisioneros con la recién fundada República Popular China. En 1955, el doctor Qian Xuesen –co-fundador del Jet Propulsion Laboratory, padre de los cohetes norteamericanos de etapas múltiples, precursor del transbordador espacial, el genio de Von Kármán– fue deportado a la China de Mao a cambio de doce prisioneros de la Guerra de Corea. Con él marcharon también su esposa y sus dos hijos nacidos en los Estados Unidos. Y una inmensa cantidad de conocimientos que albergaba en su mente privilegiada.

Todos los que sabían algo sobre el tema parpadearon con asombro y desesperación ante semejante acto de ceguera, fanatismo e idiotez. Ninguna trama de espionaje suministró jamás tanta información sobre cohetería, misilística y tecnología aeroespacial avanzada a una potencia extranjera de un solo golpe. Con este monumental gol en propia portería, los Estados Unidos exportaron un programa espacial entero a la República Popular China de Mao. Un programa espacial que se llamaba Qian Xuesen. Aquí, a anticomunistas no nos gana nadie. ¡Faltaría más!

El viento del este.

Lógicamente, a las autoridades maoístas les faltó tiempo para ponerlo a trabajar dotándolo de todos los medios posibles en cuanto Qian pisó territorio chino. Como ni en China ni en ningún otro lugar del mundo –fuera de los Estados Unidos y la Unión Soviética– había instituciones del nivel suficiente para que el recién llegado pudiera explayarse a su gusto, le permitieron crear inmediatamente el Instituto de Mecánica de la Academia Sinica y lo hicieron jefe del programa de desarrollo de misiles balísticos. Rápidamente, el genio transformó de arriba abajo el débil programa chino de cohetes y misiles y formó un curso de estudiantes seleccionados que pronto viajaron a la URSS –con quien estaban en buenas relaciones por aquel entonces– para completar su formación con los ingenieros espaciales soviéticos que se disponían a lanzar el Sputnik.

Al parecer, en un último acto de lealtad con sus antiguos compañeros, Qian dejó deliberadamente en los Estados Unidos sus escritos precedentes y no aportó detalles sobre los programas norteamericanos a la URSS. En vez de eso, lo reconstruyó todo desde cero en China. Sobre la base de un misil de corto alcance soviético R-2 –una copia mejorada de la V-2 alemana, a diferencia de los siguientes diseños rusos, que eran totalmente autóctonos– nuestro deportado co-fundador del Jet Propulsion Laboratory puso en marcha un programa espacial y misilístico a gran escala durante las siguientes tres décadas.

En 1958, Qian ya tenía completado el diseño conceptual básico de la serie de misiles balísticos Dong Feng, que significa viento del este. Fue también por estas fechas cuando ingresó en el Partido Comunista de China, al parecer convertido finalmente en el rojo que nunca había sido antes. Los primeros lanzamientos del DF-1 –versión local del R-2– se iniciaron en 1960, seguidos rápidamente por el DF-2 de 1.000 km de alcance en 1962 –que muchos creen originado en el R-3 soviético– y el DF-3 en 1966, capaz de llevar una carga nuclear hasta las Filipinas. Inmediatamente después llegaría el DF-4 de etapas múltiples, en 1970, seguido por el DF-5 en 1971.

El DF-5 era ya un misil balístico intercontinental de diseño completamente propio, con más de 12.000 km de alcance y por tanto capaz de alcanzar el mundo entero excepto Sudamérica. Eso incluía a la URSS (con la que ahora ya no se llevaban tan bien), a Europa y... a los Estados Unidos, claro. En los dieciséis años transcurridos desde su deportación, el doctor Qian había llevado a China desde el carro tirado por bueyes hasta convertirse en la otra potencia nuclear con alcance global. Y no paraba de trabajar.



El largo viajero.

A esas alturas, el programa aeroespacial chino había alcanzado ya una entidad gigantesca y estaba listo para dar el siguiente paso. A primera hora de la noche del 24 de abril de 1970, desde un lugar inhóspito del Gobi llamado Jiuquan, un cohete llamado Larga Marcha 1 se separó del suelo sin intención alguna de caer sobre nadie. Su destino estaba allá arriba, en las estrellas.

Pocos minutos después, una extraña melodía comenzaba a bañar el mundo desde los cielos. Se trataba de una canción revolucionaria china, el Este es rojo (Dong Fang Hong), y siguió sonando durante los siguientes veintiséis días. Es decir, durante los veintiséis días que el primer satélite artificial chino permaneció en órbita. El doctor Qian Xuesen acababa de convertir a China, también, en una potencia espacial; mientras tanto, otros discípulos suyos se adentraban en la tarea de desarrollar misiles navales como el conocido Silkworm y sus sucesores.

Durante los siguientes años, China continuó lanzando y aprendiendo. A los Larga Marcha 1 les siguieron los 2, 3 y 4 que se han convertido en la columna vertebral de su programa. Forman una amplia panoplia de lanzadores ligeros, medios y pesados que no tienen mucho que envidiar a los de Estados Unidos, Rusia o Europa. Siguiendo el modelo del programa espacial soviético, desarrollaron los buques Yuanwang y se dispusieron a entrar en la liga de los grandes siguiendo una lógica muy parecida a las de las series Vostok, Soyuz y Salyut-Mir con tecnología propia.

Finalmente, Qian se retiró en 1991, a los ochenta años; tras ello, adoptó un perfil bajo y se interesó en el estudio científico de la medicina tradicional china. A su alrededor, la obra gigantesca que puso en marcha seguía su camino, llevando el primer taikonauta al espacio en 2003, disponiéndose a lanzar su primera estación espacial, adentrándose en el segmento comercial, preparándose para ir a la Luna y Marte y más allá, convirtiéndose cada vez más en uno de los jugadores principales para el futuro de la humanidad. Todo esto y más vieron sus ojos satisfechos antes de que pereciera en Beijing, a los 97 años de edad, el 31 de octubre de 2009.

Este fue Qian Xuesen, el Emperador de los Cohetes, el hombre discreto, sereno, amable y soñador que puso en marcha dos programas espaciales de inmenso valor. Considerado por todos el patriarca de la taikonáutica china, su obra se extenderá durante décadas y siglos en el futuro mientras sus huesos ancianos reposan en el Cementerio Revolucionario Babaoshan (lo que viene siendo el Arlington de los norteamericanos o el Novodevichi de los rusos, en versión china). Desde los cinco cosmódromos chinos, las naves espaciales que él concibió siguen despegando con toda normalidad. En ubicaciones secretas por toda la República Popular, los misiles atómicos que diseñó les protegen de cualquier agresión; y los que no son atómicos representan un excelente artículo de exportación. Como alguien dijo sobre otro programa espacial, esto ya no es una aventura, ahora es un trabajo. Que es, probablemente, lo mejor que se puede decir de algo así.

Qian Xuesen (1911-2009), ingeniero mecánico, miembro de la Academia China de Ciencias.
Coronel de las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos, co-fundador del Jet Propulsion Laboratory, precursor del transbordador espacial.
Fundador del programa espacial chino, Héroe de la Ciencia, Medalla al Mérito.
Diseñador de naves espaciales.

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jueves, 17 de junio de 2010

Los guiños de la cara oculta de Luna.

...y vimos lo que jamás vieron ojos vivos.



Podría pensarse que la Luna, o al menos la superficie lunar, no puede ser más conocida. A fin de cuentas, lleva ahí desde mucho antes de que los primeros humanos surgieran sobre la faz de la Tierra. Noche tras noche, nos ha acompañado como la otra gran luminaria celeste, además del Sol. Determina las mareas de nuestros mares y océanos, y muchos creen que también el estado de ánimo de las personas y otros animales. Su ciclo de casi treinta días alrededor de la Tierra definió muchos calendarios de la Antigüedad e inspiró nuestra forma actual de contar los meses. Numerosas civilizaciones incluyeron de manera destacada a Luna en su panteón de divinidades. Todo el mundo la conoce.

Y sin embargo, Luna presenta un curiosísimo fenómeno gravitatorio conocido como acoplamiento de marea o también blocaje tidal, un barbarismo este último que para mi desgracia me gusta más. Debido a este efecto, algunos cuerpos menores que orbitan en torno a otros mayores sincronizan su movimiento de rotación con el de traslación, lo que a veces se usa para estabilizar satélites artificiales. En el caso de Luna, el resultado es bien conocido: siempre nos enseña la misma cara, en cualquier momento del año y en todos los puntos de la Tierra.

Es la cara visible la que observan siempre los astrónomos, los aficionados y los enamoradizos. A la cara visible viajaron todas las misiones tripuladas –sí, los norteamericanos lo hicieron, y además seis veces, mal que les sepa a los conspis–, así como la mayor parte de las naves robóticas. La cara visible de Luna está llena de cosas que hemos puesto allí, entre ellas los conocidos espejos para mediciones telemétricas, y de ella trajeron las sondas norteamericanas y soviéticas todas las muestras de rocas lunares que tenemos ahora en la Tierra. En realidad, debido a la libración, puede verse hasta un 9% de los bordes de la cara oculta, pero no más.

(Por cierto: ¿sabes cómo descubrir al primer vistazo si Luna está en cuarto creciente o en cuarto menguante? Pues muy sencillo: Luna es mentirosa. Si parece formar una C, entonces está decreciendo. Si parece formar una D, entonces está creciendo. Esto es así en el hemisferio norte.)

Decíamos, pues, que Luna siempre nos enseña la misma cara. Y por ese mismo motivo, ningún ojo terrestre había visto jamás su cara oculta, la que mira siempre hacia el espacio exterior. Hasta un día de octubre de 1959, año y medio antes del viaje de Gagarin, cuando una sonda soviética llamada Luna-3 dio la vuelta a su alrededor y obtuvo las primeras fotografías para enseñarnos lo que jamás vieron ojos terrestres vivos.

Fotografiando las intimidades de Luna.

Una de las cosas que los conspis de los alunizajes ignoran habitualmente es que hubo muchísimas misiones a nuestro satélite, tanto soviéticas como estadounidenses. Decenas de naves de las series Pioneer, Luna, Sputnik, Ranger, Surveyor, Lunar Orbiter, Zond / Lunokhod y finalmente Apolo la rodearon, la fotografiaron, se estrellaron sobre ella, recogieron muestras e hicieron mil cosas más con animales a bordo y sin ellos. El éxito del Apolo 11 con Armstrong, Collins y Aldrin es el éxito de la primera misión tripulada a Luna.

Se trató de una carrera entre superpotencias a la que ambas partes destinaron grandes recursos y numerosos lanzamientos. La primera nave en alcanzar Luna (de hecho, la primera en llegar a un lugar extraterrestre) fue la soviética Luna-2 de Sergei Korolev, mediante un impacto controlado, el 13 de septiembre de 1959. Lanzó los escudos habituales con la hoz y el martillo (igual que los estadounidenses ponían la bandera de las barras y estrellas), que aún siguen allí y seguirán allí durante varios miles de millones de años. Además de la cosa emblemática, Luna-2 se dedicó a tomar diversas mediciones de su campo magnético y otras tareas científicas durante la aproximación a nuestro satélite natural.

Inmediatamente a continuación, el 4 de octubre de 1959, una nueva nave espacial creada por el diseñador jefe partió de Baikonur en dirección a la Luna. Su intención era ver algo que jamás había visto ningún ojo terrestre, en los millones de años de la historia de la vida: la cara oculta de la Luna. En fechas tan tempranas, esto representaba un desafío extraordinario y también fascinante para una humanidad en mantillas espaciales. Esta nueva nave se llamaba Luna-3.

Luna-3 era un objeto de 278 kilos y medio, que fue lanzado –como siempre, en aquellos tiempos– mediante un cohete R-7 Semyorka. Para una época tan temprana (en esos momentos, los Estados Unidos aún andaban liados con minúsculos satélites en órbitas cercanas a la Tierra), Luna-3 era una nave espacial enormemente ambiciosa, avanzada y potente. Fue la primera totalmente estabilizada en los tres ejes, con un sistema de guía autónoma por fotocélulas referida a la luz del sol y de la luna (el origen de las guías astroinerciales). Iba alimentada por paneles solares, y equipaba diversos instrumentos científicos; entre ellos, una cámara con sistema autónomo de revelado y transmisión de imagen. Este conjunto completamente automatizado de captación y transmisión de fotografías se llamaba Yenisei-2, desarrollado por KMZ (que también hacía y hace las populares cámaras Zenit).

Este sistema de fototelegrafía Yenisei-2 era asombroso para su tiempo. Usaba una cámara de doble lente AFA-E1, una unidad de revelado autónomo y un escáner electromecánico con su correspondiente transmisor, muy similar a un fax (¡en octubre de 1959, oiga!). Los objetivos eran de 200 mm (f/5.6) y 500 mm (f/9.5). La película, protegida contra las radiaciones y el calor, constaba de 40 placas de 35 mm. Después, las fotografías se revelaban automaticamente a bordo al estilo de la época: revelado, fijación y secado. A continuación, un haz catódico las iba barriendo por líneas (1.000 líneas horizontales de resolución), el valor luminoso de estas líneas era recibido en un fotomultiplicador, y éste se retransmitía a la Tierra mediante video analógico por FM. Un circo tecnológico, vamos.

Luna-3 sobrepasó el polo sur lunar a 6.200 km de altitud dos días después, entre el 6 y el 7 de octubre de 1959. A continuación orbitó nuestro satélite por su cara oculta, tomando 29 fotografías desde unos 65.000 km de distancia. Después de dar la vuelta a la luna entera, se aproximó de nuevo a la Tierra en una amplia órbita. El 18 de octubre pasaba cerca de nuestro planeta, momento en que se le ordenó comenzar a transmitir las imágenes. Logró hacerlo con 17 de ellas. Después, marchó; seguramente terminaría abrasándose en la atmósfera terrestre.

Seamos realistas: las fotografías no eran de una calidad extraordinaria. De hecho, eran relativamente cutres. Sin embargo, bastaban para hacerse una idea general del aspecto de la cara oculta de la luna e identificar los accidentes geográficos más notables (a pesar de que en ese momento el sol estaba justo detrás del satélite y por tanto no se proyectaban sombras). Después de analizarlas cuidadosamente, pudieron identificar unos 500 de estos accidentes geográficos, y en 1960 la Academia Soviética de Ciencias publicaba el primer Atlas de la Cara Oculta de la Luna. Como descubridores, se permitieron el lujazo de ponerle nombre a todo: por eso tiene un montón de nombres soviéticos y también de científicos de fama mundial, a modo de declaración internacionalista.


Mapa de la cara oculta de la Luna. Clic para ampliar.

Casi seis años después, el 20 de julio de 1965, la sonda Zond-3 partió de Baikonur para repetir la misión con cámaras más modernas y actualizadas. En esta ocasión, las imágenes fueron espectaculares. Esto permitió la publicación, en 1967, de la segunda parte del Atlas de la Cara Oculta de la Luna; en la edición soviética original, cubría el 95% de la misma.

El 3 de febrero de 1966, la también soviética Luna-9 fue la primera nave automática en aterrizar sobre nuestro satélite, y en transmitir imágenes desde su superficie (en la cara visible); le siguió Luna-13, a finales del mismo año. Pero los rusos se habían quedado con ganas de saber más sobre la cara oculta, así que mandaron varias más. Los norteamericanos, por su parte, lograron también una buena colección con el programa Lunar Orbiter a partir de 1967. En 1968, la misión norteamericana Apolo 8 –uno de los precedentes del Apolo 11 que aterrizaría finalmente con humanos a bordo– permitió a sus tripulantes observar su aspecto en persona. Así fue como vimos lo que jamás vieron ojos vivos; al menos, ojos vivos terrestres.

La cara partida de la Luna.

La característica más notable de la cara oculta de la Luna es que la pobre tiene la jeta partida a guantazos. Buena parte de los asteroides que se dirigen al sistema Tierra-Luna terminan estrellándose allí (nos hace un poco de escudo gravitatorio). Como éstos vienen desde el exterior, lógicamente se estampan sobre todo en esta cara permanentemente exterior. Por ese mismo motivo, hay muchos más accidentes geográficos en la cara oculta que en la cara visible: miles, de hecho.

Como la Luna es un astro muerto, sin actividad interior significativa (aunque puede que una parte de su núcleo esté aún fundida), estos accidentes perduran y perdurarán durante muchos millones de años... a menos de que llegue algún meteorito más a cargárselos. En su forma actual, las características geográficas de la cara oculta difieren bastante de las de la cara visible. Para empezar, hay muy pocos mares (apenas un 2,5% frente al 31,2 % del lado que vemos; uno de ellos, cómo no, fue bautizado Mar de Moscú). En su lugar, están los miles de cráteres causados por todos estos impactos. El accidente más notorio es, de hecho, uno de estos cráteres. Esta situado en el polo sur, es parcialmente visible desde la Tierra y recibe el nombre de Cuenca de Aitken; con dos mil quinientos kilómetros de diámetro, constituye uno de los impactos más grandes que se conocen en el Sistema Solar. Otros grandes cráteres son Hertzsprung, Apolo, Mendeleev, Korolev (no confundir con el cráter Korolev de Marte) o Gagarin.

A lo largo de las últimas décadas, diversas naves de numerosas nacionalidades han pasado por detrás de la Luna, obteniendo en el proceso cartografías mucho más detalladas que aquellas de los años '50 y '60. Estas mismas naves han tratado de localizar algún rastro de agua, pues desde tiempo atrás se venían detectando distintas combinaciones de hidrógeno y oxígeno. Recientemente la NASA en cooperación con la Agencia Espacial India anunció que habían confirmado su presencia; pero se requiere un mayor esfuerzo de verificación. En todo caso, de haberla, está en cantidades minúsculas (menos que en los desiertos más secos de la Tierra) y muy esparcida o en lugares de difícil acceso, lo que haría muy difícil su recuperación y explotación. En este sentido, Marte sigue resultando mucho más prometedor.

En general, sólo hay una cosa en la cara oculta de la Luna que mejore las posibilidades de exploración de la cara visible: su aislamiento de la contaminación radioeléctrica terrestre. Por tanto, resultaría el lugar idóneo para instalar un gran radiotelescopio de extrema sensibilidad, blindado de nuestras propias emisiones por la misma masa lunar (una alternativa sería el Punto de Lagrange L2). También se habla de que allí las concentraciones de helio-3 –un potencial combustible de fusión futuro– deberían ser mayores; aún así, seguimos hablando de muy pocas partes por millón. En realidad la Luna –que, según la hipótesis mayoritaria, no es más que un fragmento de la Tierra– no contiene gran cosa que no podamos encontrar en nuestro propio planeta. Se ha postulado que un cosmopuerto en su superficie –debido a la menor gravedad– sería extraordinariamente más eficiente, pero en la actualidad no existe ninguna aproximación factible ni desde el punto de vista tecnológico ni desde el punto de vista económico.

La Luna, el astro más brillante del cielo nocturno, madre de incontables tradiciones y leyendas, siempre nos fascinó. Y quisimos ir, y fuimos. Sin embargo, hoy por hoy no parece haber nada de gran interés allí. Permanece ahí, llena sin duda de misterios y cosas extraordinarias por descubrir, que quizá torne estúpida esta última frase en algún futuro más o menos próximo. Ojalá.


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miércoles, 26 de mayo de 2010

Adiós, Atlantis.

Qué queréis... era mi favorita.


Si nada lo remedia, hoy has hecho tu último vuelo. La primera vez que subiste a los cielos, a mí aún me faltaba un tanto para ser mayor de edad. Y de todas tus hermanas, siempre fuiste mi favorita. En aquel tiempo, todo el mundo estaba aún enamorado de Challenger; por algún motivo, yo supe que tú eras mejor. Te vi volar acompañado por muchas personas que ya no están; y por ello, también formas parte de mi historia personal, esa que cada uno de nosotros se llevará con él.

Llevaste más de doscientos humanos a las estrellas, y nunca te dejaste allá lejos a ninguno de los nuestros. Mandaste la Magellan a la luz del lucero del alba, la Galileo al viejo dios de los dioses, el Gran Observatorio Compton a aprender para todos nosotros cosas extraordinarias sobre el universo al que pertenecemos, el universo que somos. También serviste a tus militares; está bien, ese es el mundo en que nos ha tocado vivir. Y sin ti, la Estación Espacial Internacional no habría podido existir y el Gran Observatorio Hubble habría muerto ya.

Fuiste la primera en viajar a Mir, abriendo una nueva época para Estados Unidos, para Rusia y para la humanidad que no pudo llegar a ser pero quizás será. En todo caso tú y las personas que había detrás de ti, al menos, lo intentásteis.

Adiós, Atlantis. Fuiste una magnífica máquina, un мечта, y serviste bien a tu país y a nuestra especie. Quedas para la historia maravillosa que algún día se escribirá.


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domingo, 23 de mayo de 2010

¿Dónde está el futuro de la exploración espacial?

Incertidumbres tecnológicas, económicas y políticas nos mantienen atados en las órbitas próximas a la Tierra.

No se escapa a nadie que los grandes proyectos de la humanidad viven tiempos inciertos. Durante las dos últimas décadas, parecemos haber caído en una especie de decadencia tecnificada, acomodados, timoratos e incapaces de dar pasos colectivos en una dirección clara. La verdad es que llevamos una buena temporada dejando el pabellón muy bajo. Esto se plasma de manera notoria en la exploración espacial humana, resumen y símbolo contemporáneo de lo que somos capaces de hacer. ¿A dónde vamos, en este preciso momento de nuestra historia?

Breve recuerdo de la exploración espacial.

La historia de la exploración espacial humana se puede dividir en tres etapas, más una etapa cero. Esta etapa cero se extiende desde el redescubrimiento en 1903 de la Ecuación del Cohete por el padre de la astronáutica Konstantin Tsiolkovsky hasta las V-2 nazis de la Segunda Guerra Mundial. Hay quien considera a las V-2 como el primer vehículo espacial, pues algunas de ellas tenían el apogeo de su trayectoria balística por encima de la línea Kármán, que separa convencionalmente el espacio aéreo terrestre del espacio exterior. Sin embargo, su incapacidad para permanecer en el espacio o entrar en órbita las convierte más bien en el primer SRBM y el antecesor inmediato del cohete espacial.

Muy a grandes rasgos, estas tres etapas de la exploración espacial humana son las siguientes:
  • Etapa 1 o los tiempos heroicos: Comienza con el lanzamiento del Sputnik 1 en 1957, las primeras llegadas automáticas a la Luna de 1959 (Luna 2, Luna 3) y el vuelo de Yuri Gagarin en 1961. Se extiende más o menos hasta los vuelos tripulados a la Luna de 1969-1972 (Apolo 11 a Apolo 17) y las misiones interplanetarias automáticas a Venus que se iniciaron en 1965.

  • Etapa 2 o los tiempos de consolidación: El esfuerzo primario se centra ahora en conquistar sólidamente las órbitas próximas a la Tierra. La apuesta emblemática norteamericana es el transbordador espacial, iniciado durante los años 70, que voló por primera vez en 1981; su retirada está prevista este año. Los soviéticos, por su parte, apostaron por un denso programa de estaciones espaciales (Salyut 1 a Salyut 7, de 1971 a 1986) que culminaría con la no menos emblemática Mir (1986-2001); la nave más representativa de esta opción es la Soyuz, que sigue en activo.
  • Etapa 3 o los tiempos de comercialización: tras la disolución de la URSS en 1991 y las nuevas políticas económicas en Occidente orientadas a la reducción del gasto público y la liberalización económica, así como con el surgimiento de nuevos competidores, los grandes programas espaciales se van viendo retrasados o suprimidos en favor de aproximaciones con una rentabilidad más inmediata o cooperaciones internacionales mediante tecnologías probadas como la Estación Espacial Internacional (que está construida en torno de lo que iba a ser la Mir 2).

Merece la pena detenerse un poco en esta última etapa, pues es la que estamos viviendo ahora mismo. Los grandes proyectos que se daban por descontados durante las dos etapas anteriores (regreso a la Luna, viajes tripulados a Marte y Venus, inicio de la exploración extensiva de las lunas de Júpiter y Saturno, comienzo de la industrialización del espacio) languidecen o han desaparecido en el pozo de unos presupuestos cada vez más reducidos, algunas de cuyas expresiones más extremas dieron lugar a problemas notorios.

La situación actual.

Por un lado van los programas militares, a su rollo; su expresión más notable hoy por hoy siguen siendo los satélites de telecomunicaciones especiales, navegación (GPS/GLONASS) y de reconocimiento estratégico. Los planteamientos de combate espacial –de manera muy conocida, la Guerra de las Galaxias de Reagan– han ido quedando cancelados por su coste, baja confiabilidad y rápida obsolescencia, cuando no por ser simplemente impracticables; hoy por hoy, se reducen a débiles aproximaciones ASAT. En todo caso, los militares están firmemente anclados a las órbitas cercanas a la Tierra, por la sencilla razón de que lo que le interesa a los militares ocurre sobre todo en la Tierra. Los lanzamientos estatales/militares siguen constituyendo aproximadamente el 50% del total, sobre todo en lo que hace referencia a Estados Unidos y en menor medida Rusia.

Los programas científicos se han ido desarrollando con altibajos a lo largo de estos últimos años y los más notables –como los Grandes Observatorios del tipo del Hubble, el Chandra y el Spitzer– orbitan también en las cercanías de nuestro planeta, entre otros motivos porque no necesitan estar más lejos para cumplir su misión estupendamente. Aunque de cuando en cuando las agencias espaciales y las universidades nos obsequian con alguna excitante misión más allá, a nadie se escapa que estas misiones son mucho menos ambiciosas que sus equivalentes de unas décadas atrás. ¿Alguien se imagina algo tan radical y revolucionario como las Venera, las Apolo, el transbordador o la Mir en la actualidad? Sea como fuere, los lanzamientos científicos suelen formar entre el 10% y el 15% de los lanzamientos totales.

El sector más vigoroso de la exploración espacial presente está, sin duda, en el ámbito comercial. Hoy por hoy, entre el 20% y el 40% de los lanzamientos espaciales son comerciales. Esto es, una carga de un tercero (estatal o privado) contratada para su lanzamiento a alguna potencia con la capacidad de realizarlos, pagando buen dinero a cambio. Esta potencia suele ser Rusia, que trimestre a trimestre acapara entre el 30% y el 60% de todos los lanzamientos comerciales por su fiabilidad, conveniencia y bajo coste. Lanzar con los europeos sale caro, y con los estadounidenses, caro y medio (a continuación veremos esto con más detalle).

Estudio de los lanzamientos espaciales comerciales (total mundial) en periodo 2000-2010, con detalle del reciente quinquenio 2005-2010 y evolución a lo largo de la década (clic para ampliar).

Los dos grandes problemas.

Los dos grandes problemas que afectan a las posibilidades de exploración espacial humana en el futuro inmediato son fáciles de expresar, pero difíciles de resolver.

El primero de estos problemas radica en las ciencias y tecnologías de la propulsión. Enviar cosas al espacio sigue siendo brutalmente caro y bastante difícil. El pozo gravitatorio de la Tierra nos obliga a usar grandes cohetes propulsores y cantidades enormes de combustible muy costoso; además, el número total de lanzamientos es muy bajo en comparación con cualquier otro medio de transporte, por lo que las economías de escala juegan a la contra. Cada kilogramo de carga típica en órbita baja cuesta un mínimo de tres o cuatro mil dólares, que ascienden a quince mil para los lanzamientos a órbita geoestacionaria (obsérvese que el enlace está en libras: 1 kg son 2,2 lb). Y eso, usando los cohetes rusos más económicos. La cifra asciende a entre ocho mil y veintipico mil, respectivamente, utilizando propulsores europeos Ariane-5; y desde diez mil a cincuenta mil si quisiéramos lanzar con el transbordador espacial norteamericano. Por kilo.



De media, una botella de agua mineral de litro cuesta en el espacio un mínimo de tres mil euros y más probablemente unos siete mil: un euro para comprarla y el resto para lanzarla. Hay algunas iniciativas en marcha para reducir este coste al rango de los mil euros por kilo durante los próximos años, pero de momento no tienen nada claro y ya acumulan muchos retrasos. Aún así, seguiríamos hablando de cifras bastante espectaculares.

Pero el problema no se acaba aquí. En el espacio, las distancias son abismales. Ir a la Luna son sólo tres días de viaje con las tecnologías presentes, pero para Venus ya hacen falta cuatro meses y si salimos hacia Marte, al menos seis y más habitualmente nueve (con lanzamientos especialmente costosos, mucho más que los de las órbitas corrientes mencionadas arriba). A partir de aquí, las distancias y tiempos comienzan a crecer monstruosamente. Hoy por hoy, el viaje interestelar (entre sistemas solares distintos) es simplemente un sueño. Por supuesto, el límite absoluto de la velocidad de la luz en el vacío pesa como una maldición cósmica sobre los viajeros futuros, pero a nosotros aún nos falta un tanto para tener que preocuparnos por él: las naves espaciales más rápidas construidas hasta hoy por la especie humana volaron a dos diezmilésimas partes de la velocidad de la luz.

En realidad, no es demasiado difícil hacer una nave espacial capaz de acelerar hasta la mitad de la velocidad de la luz más o menos (a partir de ahí empiezan otros problemas con peor arreglo). Bastaría llevar el combustible suficiente para mantener el motor encendido durante algún tiempo: a una aceleración de 9,8 ms-2 (equivalente a la de la gravedad terrestre, para que sus ocupantes vayan cómodos) se puede alcanzar el 50% de la velocidad de la luz en menos de doscientos días, con muy pocos efectos relativistas. Sin embargo, los problemas de índole práctica y económica son enormes: requiere construir y lanzar una nave inmensa, para poder cargar todo ese combustible; o, alternativamente, usar tecnologías que en estos momentos sólo empezamos a vislumbrar.

El segundo problema que afecta al futuro de la exploración espacial es más simple aún: el dinero, a pelo. En cuanto nos planteamos cosas más grandes de las que estamos haciendo por el momento, estos costes ya de por sí altos se multiplican por muchos órdenes de magnitud. Sencillamente, como especie no tenemos esa clase de dinero aún (es decir: de recursos fácilmente accesibles); y lo que podemos hacer con nuestros recursos actuales no permite obtener unos retornos que justifiquen la inversión en el plano económico. No se justifica hoy por hoy una Flota de las Indias Cósmicas que vuelva cargada de oro y plata; para empezar, porque ese oro y plata –o lo que ocupe su lugar– sería enormemente caro, mucho más que el disponible en la Tierra debido a los altos costes del viaje espacial. Al menos con los sistemas político-económicos presentes, sería un negocio ruinoso.

Rusia: el deseo y la impotencia.

Las dos grandes potencias cósmicas presentan distintos problemas para liderar la reactivación de la exploración espacial humana.

Rusia tiene la tecnología, los expertos, la voluntad política y el mercado comercial más grande del mundo, pero le falta la clase de riqueza a gran escala que generaba la economía soviética hasta 1990. En la actualidad, y a pesar de una sobresaliente recuperación en años recientes, la economía rusa tiene apenas un 41% del tamaño que tuvo la soviética en el último año de existencia de la URSS (y todas las economías ex-soviéticas juntas, un 56%). Esta reducción del volumen de recursos disponibles ha constreñido severamente el programa espacial ruso, tanto en solitario como con las colaboraciones ucranias y kazajas. El mal comportamiento de la economía ucrania en estos años (es uno de los pocos países de la ex-URSS cuya economía es aún más pequeña hoy que durante la catástrofe de 1992-1993) sugiere que la participación de este país en la exploración espacial finalizará, al menos temporalmente, cuando el nuevo Angara desplace al Zenit.

 (Clic para ampliar)

A pesar de estas restricciones económicas, Rusia mantiene un programa bastante ambicioso. El Plan Federal 2006-2015 prevé las siguientes actuaciones, que se extenderán más allá de 2015:
  • Sustitución de las naves tripuladas Soyuz por su sucesor PPTS (que algunos llaman súper-Soyuz). Las indecisiones de la Agencia Espacial Europea –que primero iba a cooperar, luego que no, luego que sí, luego que no otra vez, hasta que los rusos se hartaron y tiraron por la calle de enmedio– han retrasado fuertemente este proyecto, junto a los propios problemas de financiación rusos. Al parecer, TsSKB Progress de Samara, la inmensa fábrica de cohetes en serie, ha empezado ya a trabajar en el lanzador Rus-M para este nuevo vehículo.
  • El retorno a la Luna, con cuatro naves automáticas Luna-Glob, la primera de ellas en cooperación con Japón. No es previsible que el primer lanzamiento se produzca antes de 2012.
  • Un nuevo intento a Marte, con Fobos-Grunt, programada para 2011.
  • El retorno a Venus, con Venera-D, programada para 2016.
  • Completar el experimento humano MARS-500 para la simulación de un vuelo tripulado a Marte. Las dos primeras fases se realizaron satisfactoriamente en 2008 y 2009, y está previsto iniciar la tercera el 3 de junio de este año, simulando una misión tripulada al planeta rojo de 520 días.
  • Introducción del cohete lanzador pesado Angara, reemplazando una variedad de lanzadores obsolescentes heredados de la época soviética. Aunque ya se han realizado bastantes pruebas parciales y el GKNPTs Krunichev de Moscú tiene los trabajos muy adelantados, es improbable que se produzca el primer lanzamiento antes de 2013.
  • Restablecer la constelación de satélites de navegación GLONASS con 18 unidades; esto ya se ha logrado, y hay 21 en servicio actualmente (más dos en reserva). A partir de ahora se lanzarán satélites de tercera generación hasta un total de 30 en 2011, mejorando así su precisión y la disponibilidad global del servicio. 
  • Lanzamiento de los nuevos satélites de monitorización terrestre Resurs-P (vinculados al proyecto militar Persona) en sustitución de los Resurs-DK, así como los Smotr y Arkon.
  • Inicio de la constelación Vulkan para la alerta temprana frente a terremotos y otros desastres naturales. 
  • Completar el segmento ruso de la Estación Espacial Internacional.
  • Misiones científicas: Koronas-Foton (investigación solar, lanzada en 2009 y fallida), Spektr-R (radioastronomía, prevista en 2010), Spektr-RG (radioastronomía de rayos X y gamma, en rediseño), Spektr-UV (radioastronomía de radiación ultravioleta, en rediseño), Intergelizond (investigación solar, 2011), Celesta (astronomía estelar, 2018), Terion (geofísica, 2018) y restablecimiento de las misiones Bion de estudio de los efectos del viaje espacial sobre los seres vivos.
  • Nuevos satélites meteorológicos y climatológicos de los tipos Elektro-L (2011) y electro-P (más allá de 2015).
  • Numerosas misiones militares clasificadas.
Podemos ver que, a pesar de sus limitaciones económicas, el programa ruso sigue apuntando claramente en las direcciones precedentes. Incluso se habla de construir el primer astillero espacial, llamado OPSEK, cuando finalice la cooperación con la Estación Espacial Internacional. Este sería sin duda el primer paso para una futura industrialización del espacio. Claramente, tienen una visión, tienen la ciencia, tienen la tecnología, tienen la infraestructura, siguen contando con inmenso apoyo popular en su país y sólo les falta el dinero.

Estados Unidos: potencia sin norte (ni sur, ni...).

Estados Unidos tiene la ciencia, tiene la tecnología, tiene la infraestructura, tiene el dinero... pero nadie sabe a dónde va. Es un secreto a voces que la potencia norteamericana no tiene una visión de lo que quiere hacer en el espacio. El programa del transbordador espacial se acaba este año, y nadie había previsto un sustituto realista, hasta el extremo de que a partir del año próximo los Estados Unidos pasarán a depender de las Soyuz rusas para todas sus misiones tripuladas durante un tiempo indeterminado. El programa Constellation con la nave Orion y el nuevo cohete lanzador Ares están esencialmente cancelados, o en remojo, o lo que quiera que sea: el caso es que nadie sabe cuándo volarán, si es que vuelan; esto representa un hachazo enorme a las posibilidades norteamericanas para la exploración espacial.

La Vision for Space Exploration, que apostó brevemente por el regreso a la Luna y el viaje tripulado a Marte, es extremadamente dependiente del programa Constellation (además de poco realista, poco innovadora y probablemente inadecuada). Con Constellation en estado crítico, la VSE no se sostiene. Resulta obvio que Obama desea cancelar el paquete completo; y no le falta alguna razón, porque toda la idea estaba sustancialmente desenfocada y carecía de perspectivas claras.

Lo único que parecen tener claro los Estados Unidos es que desean mantener una fuerte presencia militar en el espacio. Sin embargo uno de sus componentes fundamentales, la Future Imagery Architecture de reconocimiento estratégico avanzado, fue cancelada en 2005 debido a monumentales sobrecostes económicos y diversos fracasos tecnológicos; ni uno solo de sus componentes llegó a entrar en órbita. Boeing gastó miles de millones de dólares de dinero público antes de que les cancelaran el contrato. El New York Times lo llamó "el fallo más costoso y espectacular en cincuenta años de satélites de reconocimiento estratégico". En su lugar, Lockheed Martin está implementando ahora satélites más convencionales. No obstante ello, Estados Unidos mantiene y mantendrá una fuerte presencia militar en el espacio durante los próximos años.

Estados Unidos quiere apostar por proyectos privados como el Falcon 9 con la nave espacial Dragon de SpaceX, el Taurus con la nave espacial Cygnus de Orbital Sciences Corporation, y el ya quebrado Rocketplane Kistler. Esto es absurdo. Todos estos proyectos son meramente subcontratas para hacer a gran coste y con poca experiencia lo mismo que hace ya cualquier Zenit, Soyuz o Proton (de hecho, OSC está subcontratando extensivamente con los ucranios e incluso con los rusos). El Taurus II incorpora motores rusos NK-33 de NK/Kuznetsov y tripas ucranias de Yuzhnoye (prácticamente toda la primera fase). Es tan parecido a un Zenit que hasta han tenido que darle el mismo diámetro para que las piezas encajaran: 3,90 metros; con la diferencia de que el Zenit es uno de los lanzadores más baratos que existen y el Taurus, uno de los más caros. Los motores Merlin para el Falcon 9 de Space X son de construcción propia, pero menos potentes, menos eficientes y con menor impulso específico que los NK-33 rusos de los años '70 utilizados por OSC.

En realidad, todo el concepto carece de sentido realista. Estas pequeñas empresas privadas no están ni cerca de sus competidores estatales internacionales. En el mejor de los casos están veinte años por detrás, y cincuenta en el peor. Puede que terminen consiguiendo algunos lanzamientos baratos (y yo no pondría la mano el el fuego), pero esto no es el futuro. En realidad, a Estados Unidos le saldría mucho más barato (y seguro) firmar ahora mismo cincuenta cohetes con los ucranios y los rusos y despreocuparse del tema por completo. Total, ya los están subcontratando, y más que lo van a hacer.

Por el otro extremo, los grandes lanzadores de Lockheed y Boeing son poco competitivos en el mercado comercial. En el año 2009-2010, como hemos visto más arriba, sólo lograron copar un 20% de los lanzamientos comerciales. Y el público estadounidense, a diferencia del ruso, pasa millones de su programa espacial y siempre está dispuesto a votar a cualquiera que prometa bajarles los impuestos metiéndole otro tijeretazo más.

En su situación actual, el programa espacial norteamericano no va a ninguna parte. Yo creo que al final serán capaces de salir de esta trampa en la que ellos mismos se han metido –Estados Unidos sigue siendo un gran país con mucha más capacidad de reacción de lo que muchos creen–, pero les va a costar años, puede que décadas, y muchísimo dinero.

Europa: la siempre prometedora, la siempre segundona.

O tercerona. Es muy curioso. La Unión Europea es la mayor economía del mundo, una de las más prósperas, dispone de avanzada ciencia y tecnología... y la voluntad política de un caracol. Se suele definir a la UE como un gigante económico y un enano político, y vive dios que es verdad. En política espacial, esto se nota enormemente. Aunque sus lanzadores Ariane 5 han logrado un pequeño porcentaje del segmento comercial, y durante las últimas década se ha animado con algunas misiones científicas, la Agencia Espacial Europea es sólo una sombra de lo que podría ser nuestro proyecto espacial en este siglo XXI que viaja rápidamente hacia la multipolaridad geoestratégica.

Y sin embargo, hablamos mucho de los yanquis y de los rusos pero tampoco vamos a ninguna parte en particular. Al menos, ellos lo intentan en serio. Un presupuesto anual típico de la ESA oscila entre 3.000 y 3.500 millones de euros (3.600 en 2009). En Rusia, a pesar de que su economía presente es catorce veces más pequeña que la europea, sólo Roskosmos cuenta con un presupuesto de 1.900 millones de euros (2009) y junto al resto de organizaciones espaciales rusas, probablemente supere los 3.000 millones (y los usan de una manera francamente más eficaz). La NASA, con todos sus recortes e incertidumbres, tiene un presupuesto anual de 15.000 millones de euros (2010) para un país cuya economía es sólo el 85% de la europea.

Los europeos no tenemos excusa. Somos un continente envejecido sin más ambición que languidecer en nuestras casitas tan cucas, detrás de nuestros altos muros, añorando tiempos pasados mientras el mundo cambia velozmente de forma a nuestro alrededor. Casos como el LHC son más la excepción que la norma (y porque sale barato de narices para lo que puede aportar: 6.000 millones de euros en total; como seis años de financiación de la deuda de las televisiones autonómicas españolas). El lentísimo progreso del Galileo y la ridícula bajada de pantalones ante Estados Unidos son bien expresivas.

Al menos, tenemos un programa científico de alguna envergadura. Aunque desde luego, no es Europa quien va a liderar la exploración espacial humana en los próximos años. Obviamente, hay otros deseando hacerlo.

China en ascenso.

El presupuesto anual de la CNSA es ya superior a mil millones de euros, y aumenta año tras año. La República Popular China quiere ir al cosmos, y quiere competir en los mercados espaciales internacionales.

El programa tripulado (proyecto 921) está, básicamente, reproduciendo paso por paso –pero de manera acelerada– los programas rusos Sputnik-Vostok-Soyuz 7K-OK. A fin de cuentas, si algo funcionó tan bien, ¿por qué no imitarlo para ganar tiempo (y dinero)? Sus naves Shenzhou se van pareciendo cada vez más a una Soyuz grande y provista de propulsión orbital autónoma. China puso su primer hombre en el espacio en 2003 (Shenzhou-5, tripulada por Yang Liwei), realizó su primer paseo extravehicular con una tripulación de tres hombres en 2008 (Shenzhou-7) y se dispone a montar una pequeña estación espacial a partir de 2011.

China dispone ya de cuatro espaciopuertos (Jiuquan, Taiyuan, Xichang y Wenchang) más una base suborbital (Guangde). Ha lanzado decenas de satélites, de tipo civil/comercial, científicos y militares. Su programa militar incluye satélites de reconocimiento estratégico, sistemas antimisil y sistemas antisatélite. Dispone de un programa experimental de satélites de navegación (Beidou) y quiere desplegar uno equivalente al GPS, GLONASS o Galileo (Compass); y estos no se van a bajar los pantalones. La serie Dong Fang Hong (que significa el Este es Rojo) desempeñan una pluralidad de servicios de telecomunicaciones, reconocimiento y observación. El Chang'e-1 ya fue a darse una vueltecita por la Luna, hay programadas tres más y ya están hablando de Marte y Saturno.

Los cohetes Larga Marcha, en sus varias versiones, constituyen uno de los lanzadores espaciales más económicos y eficientes que existen en la actualidad. Sin embargo, aún no son muy aptos para la comercialización abierta.

China todavía no es una potencia espacial a gran escala, en el sentido en que lo son Estados Unidos o Rusia. Pero en breve plazo ya podrá tratarse con la Unión Europea de tú a tú (en algunos ámbitos, ya está por encima) y no hay ningún motivo para pensar que no pueda convertirse en uno de los líderes futuros para la exploración cósmica.

Los pequeños, que son cada vez menos pequeños.

A Japón le pasa un poco como a Europa: es la tercera economía del mundo, pero su presupuesto anual para la JAXA apenas alcanza 2.000 millones de euros. Y su programa tampoco es especialmente ambicioso. Después de muchos años de problemas con sus cohetes, parecen haber estabilizado una tecnología fiable con los H-IIA y B de Mitsubishi; pero resultan muy caros para el segmento comercial. El J-1 de Nissan nunca llegó a imponerse por su altísimo coste y pocas posibilidades. Al igual que Europa, Japón ha lanzado algunas misiones científicas notables. Y de la misma manera que Europa, no se le ven trazas de que vaya a liderar nada en un futuro próximo.

India, con un presupuesto anual de mil millones de euros, parece bastante más decidida. Sus cohetes PSLV se han hecho un hueco en el segmento comercial ligero, y están trabajando con los GSLV, que en la versión actual han dado algunos problemas. Este país opera normalmente decenas de satélites de telecomunicaciones, radiodifusión, meteorología, reconocimiento y observacion. Ha lanzado ya una nave a la órbita lunar.

Brasil tiene un pequeño programa espacial de trescientos millones anuales, sustentado actualmente con tecnología rusa (programa Cruz del Sur, basado en el cohete Angara). Opera un reducido número de satélites de observación.

El programa israelí es fundamentalmente militar y de poca envergadura, con un presupuesto declarado de unos 70 millones de dólares anuales (probablemente sea cuatro o cinco veces más, en asignaciones clasificadas). Sus lanzadores Shavit son una variante del misil balístico Jericó; de ocho lanzamientos, tres han resultado en fallos. Opera los satélites Ofeq y TecSAR, (reconocimiento estratégico), Amos (telecomunicaciones), EROS (observación) y unos pocos de interés científico.

Existen algunos otros países con pequeños programas espaciales, como Irán o Corea del Sur, que en la actualidad no son muy relevantes.

Una situación abierta.

Realmente, en estos momentos, no sabemos por dónde puede tirar la exploración espacial de la especie humana. Las dos grandes potencias tradicionales, Estados Unidos y Rusia, no están temporalmente en condiciones de desempeñar su papel de liderazgo por distintos motivos (falta de visión y exceso de presiones en Estados Unidos, falta de dinero en Rusia). Europa sigue a verlas venir, preocupadísma con que ningún subcomité pise ningún callo a ningún político, lobby o votante. China avanza rápidamente, pero aún le falta un poco para llegar. India y los demás están más retrasados. Las iniciativas privadas son irrelevantes.

La verdad es que, bien pensado, difícilmente se puede hacer una mejor descripción de todos estos países que a través de sus proyectos espaciales. En fin. El caso es que, por el momento, parece que vamos a seguir vagando por nuestros alrededores, sin grandes planes o posibilidades realistas de ir mucho más allá.

Y sin embargo, nuestro destino está allá. La humanidad no puede permitirse, en el medio y largo plazo, permanecer atada a un solo planeta cada vez más superpoblado y con recursos más restringidos. Si no acertamos a encontrar nuestro camino a las estrellas, este mundo empeorará y se arruinará en una larga decadencia sin perspectivas ni ningún futuro en particular; por no mencionar el riesgo obvio de tener todos los huevos en la misma cesta ante cualquier suceso de escala mayor.

Pero ocurrirá, no me cabe duda; dentro de diez, cien o mil años, esta especie nuestra encontrará su camino. Entonces, las generaciones recordarán a nuestros padres y abuelos como aquellos que abrieron las puertas del futuro para toda la humanidad; sería lamentable que nos recordaran a nosotros como la panda de mezquinos, mediocres y pusilánimes que fueron incapaces de estar a la altura.

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domingo, 9 de mayo de 2010

¡No me jodas que eran newtons...!

El epic fail más chusco de la historia astronáutica.

La exploración espacial es una de las tareas más endiabladamente difíciles a las que somos capaces de dedicarnos los seres humanos. Por ello, sus fiascos han sido siempre fiascos geniales, y con frecuencia trágicos. Simplemente, hace falta muchísimo nivel para llegar siquiera a cometer esa clase de errores; quien desee burlarse de ellos, debería pensar primero si él o ella sería capaz de ni siquiera intentarlo.

Algunos, aquellos que se cobraron vidas, fueron espantosos además de trágicos y no tienen la más mínima gracia. Todos, incluso los más leves, fueron una lástima que retrasaron nuestras posibilidades de ir más allá de nosotros mismos, de saber más, de avanzar más rápido. En general, se trató de fallos complejísimos cometidos en el mismísimo borde de lo que sabe hacer el ser humano. Y por ello mismo, tan dignos de respeto y admiración como sus incontables éxitos.

Sin embargo, hay que reconocer que algunos epic fails tuvieron un componente tragicómico capaz de arrancar una sonrisa al más respetuoso. Aquella cápsula militar norteamericana ultrasecreta que aterrizó a la perfección doscientos kilómetros al norte de Moscú, en vez de en las Hawaii como tenía programado (Discoverer-2, abril de 1959). Aquel satélite espía soviético que entró majestuosamente en órbita tras un lanzamiento de ensueño, sólo para percatarse entonces de que había quedado del revés, con sus cámaras apuntando inútilmente al espacio exterior en vez de a la superficie terrestre (Cosmos-4, abril de 1962). Hasta con el más famoso de los que no se cobraron víctimas, los estadounidenses de "Houston, tenemos un problema", podemos permitirnos un guiño malicioso imaginando sus caras al comprender que acababan de convertirse en leyenda... por sufrir una avería en su vehículo más lejos de lo que ningún otro ser humano había logrado quedarse tirado jamás: a 321.860 kilómetros de la gasolinera más próxima, un paseo de nada como quien dice. Y al mismo tiempo, la ingeniosísima operación para traerlos de vuelta a la Tierra sanos y salvos constituyó una hazaña tecnológica que será recordada merecidamente por las generaciones futuras.

También podemos mofarnos un poquitín de aquel controlador soviético que compuso mal una instrucción de telecomando; así, lanzó erróneamente una subrutina de testeo en tierra para desactivar el control de actitud y orientación al ordenador de a bordo de la Fobos-1... cuando ésta se hallaba ya en la órbita de Marte, siendo agosto de 1988. Como consecuencia, los paneles solares quedaron desalineados respecto al Sol y las baterías se agotaron el 6 de septiembre, terminando abruptamente la misión. Suerte tuvo de que hacía muchos años que ya no mandaban a nadie a Siberia, por más que le hubiera gustado al jefe de misión.

De la misma manera, podríamos dar unas metafóricas palmaditas en la cocorota a los ingenieros analistas de software para la estadounidense Mars Polar Lander, en 1999, que no tuvieron en cuenta la vibración ocasionada por el despliegue de las patas de aterrizaje durante el descenso (algo que conoce cualquiera que haya viajado en avión: son esos tumps y bumps poco después del despegue y antes del aterrizaje). Este olvido hizo que el ordenador confundiera tal despliegue con la toma efectiva sobre la superficie, deteniendo así los retrocohetes cuando la nave aún se hallaba a cuarenta metros de altitud sobre el suelo marciano; cayó a peso y ya nunca se volvió a saber de ella. Sí, exacto: perdieron la nave en los últimos cuarenta metros de recorrido, después de un viaje de 250 millones de kilómetros.

Y es que esto del viaje a Marte ha resultado ser francamente frustrante; hasta tal extremo, que los cachondos hablan de la maldición marciana, también conocida como el demonio necrófago galáctico. Por diversos motivos, algunos de ellos chocantes, sólo la mitad de las misiones con destino al planeta rojo han tenido éxito. De manera muy notoria, ni una sola de las dieciocho misiones soviéticas y luego rusas –que por esas mismas fechas exploraban el mucho más difícil Venus con triunfos asombrosos– logró completar una misión a Marte hasta su final programado. La sonda Nozomi japonesa fracasó también debido a fallos electromecánicos, cosa ciertamente notable hablando de nipones; sí, los de los robots. Igual destino sufrieron los británicos con Beagle-2. Hasta ahora, sólo la Agencia Espacial Europea ha tenido éxito en todos sus intentos: dos, exactamente.

Los Estados Unidos, que eligieron Marte como su coto interplanetario después de que la URSS optara por Venus, han conseguido no perder demasiadas naves mediante el procedimiento de multiplicar por nueve el presupuesto para cada lanzamiento con respecto a las Venera soviéticas que viajaban al lucero del alba con toda normalidad (una media de 600 millones de dólares frente a 100 millones de rublos, y eso si aceptamos el más que dudoso cambio oficial soviético de 1,50 rublos por dólar). Pese a semejante gasto, la maldición marciana también se ha cebado ocasionalmente con la NASA. No sólo la mencionada Mars Polar Lander (la de los cuarenta metros), un par de Mariners y la Mars Observer se cuentan entre las que no lo lograron; sino también el que para mí constituye el fiasco más jocoso de la historia astronáutica: la Mars Climate Orbiter de 1998.

Mars Climate Orbiter: mejor, más rápido, más barato, más epic fail.

La Mars Climate Orbiter no fue la más costosa de las misiones a Marte, como dicen algunos para dar retranca adicional a la historia; tal honor pertenece a las Viking (800 millones de dólares cada una) o los casi mil millones de la MER. De hecho salió bastante más barata de lo normal: junto a la de los cuarenta metros, representaban el buque insignia de la NASA para el nuevo concepto mejor, más rápido, más barato mediante fuertes recortes de costes, reducción y externalización laboral extensiva, estricta fiscalización del gasto y altos niveles de subcontratación y reprivatización en el apartado técnico. De manera crítica, también suspendía las carísimas evaluaciones peer review por parte de una miriada de científicos y tecnólogos independientes, procedentes de otras agencias públicas y de las universidades.

Como consecuencia, la Mars Climate Orbiter de 1998 apenas costó unos más que respetables 327,6 millones de dólares, más diez años de complejos preparativos científicos y tecnológicos, que también valen lo suyo. De estos, 193,1 millones estuvieron destinados al desarrollo y construcción de la nave, 91,7 para el lanzamiento con un cohete Delta II y 42,8 en costes operacionales. Es decir: sólo como dos Veneras de 1980, corregido teniendo en cuenta la inflación.

Construida por Lockheed Martin Space Systems para el Laboratorio de Propulsión a Chorro y la NASA, la Mars Climate Orbiter era –como su nombre indica– un sofisticado laboratorio climatológico con objeto de estudiar la atmósfera marciana desde una órbita circular estable a 421 kilómetros de altitud. Con unos dos metros de lado, tenía una masa de 629 kg; 291 de ellos eran combustible y comburente –hidrazina y tetróxido de dinitrógeno– para sus motores de aproximación y maniobra. Estos eran ocho verniers con entre 0,3 y 7 newtons de empuje, más un impulsor principal de 640 newtons, que debía transferirlo desde la órbita de captura hasta la definitiva. Allí operaría durante un año marciano entero (687 días terrestres), pasando después a una nueva órbita como enlace de telecomunicaciones durante tres años terrestres más para el programa Mars Surveyor 2001.

Los objetivos de la misión consistían en monitorizar constantemente la meteorología y las condiciones atmosféricas marcianas, con especial atención a los perfiles térmicos, la presencia de vapor de agua y el contenido de polvo en suspensión. También debía estudiar las transformaciones de la superficie provocadas por estos fenómenos, así como buscar evidencias de posibles cambios climáticos pasados. Para ello, iba provista con dos instrumentos muy sofisticados: las cámaras multiespectrales MARCI y un radiómetro infrarrojo PMIRR, ambos de Malin Space Science Systems. El ordenador de a bordo era un RAD-6000 suministrado por IBM Federal Systems.

Así de bien equipada, la nave interplanetaria Mars Climate Orbiter despegó a bordo de un cohete Delta II Lite de Boeing Defense, Space &  Security, con cuatro impulsores adicionales de combustible sólido y una tercera fase Star 48 provista por Thiokol / ATK. Lo hizo desde la plataforma A del complejo 17 de Cabo Cañaveral a las 13:56 EST del 14 de diciembre de 1998. El lanzamiento salió estupendamente y la nave mejor, más rápida, más barata inició su larguísimo viaje de nueve meses hasta la órbita de Marte.

La pequeña confusión.

Durante su viaje a Marte, la Mars Climate Orbiter sólo necesitó tres correcciones de rumbo: el 4 de marzo, el 25 de julio y el 15 de septiembre de 1999. Quizás sea curioso reseñar aquí que no existen medios para telelocalizar naves espaciales mucho más allá de la Luna, salvo por sus propias emisiones (vaya, que no se pueden seguir por radar ni cosas de esas). En Occidente, de esto se encarga la Red de Espacio Profundo, que tiene en Robledo de Chavela (Madrid) una de sus instalaciones principales. Vamos, que a partir del momento en que están un poco más lejos que la Luna, hay que fiarse de lo que te diga la propia nave sobre su estado y posición.

El 23 de septiembre de 1999 a las 05:01 EST, la Mars Climate Orbiter recibió la orden de encender su motor principal durante 16 minutos y 23 segundos para inyectarse en la órbita de captura alrededor de Marte. La nave interplanetaria contestó que OK a todo, y se dispuso a iniciar una serie de vueltas alrededor del planeta rojo que la llevarían a su órbita definitiva. En el control de Cabo Cañaveral, gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro, estaban tranquilos. Como tenían previsto, la nave desapareció detrás de Marte a las 05:06, con lo que las comunicaciones se cortaron. Los controladores se prepararon para restablecerlas en cuanto surgiera de nuevo, al otro lado del planeta, a las 05:27.

Nunca apareció.

Según los análisis posteriores, la nave interplanetaria de 327 millones de dólares marró su rumbo por 150 km y penetró a velocidad orbital en la débil atmósfera de Marte, a unos 57 kilómetros de altitud, abrasándose y desintegrándose irremisiblemente antes de siquiera comenzar su misión.

Pero, ¿por qué? ¿Qué había ocurrido?

No tardaron mucho en darse cuenta; apenas unas pocas horas. Las especificaciones de la misión determinaban que se usaría el sistema métrico decimal, y por tanto el ordenador a bordo de la nave esperaba recibir datos de empuje en newtons desde el control gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro. Sin embargo, debido al uso de software reutilizado y por confusiones a lo largo de la densa trama de subcontratas y externalizaciones, el equipo asociado de controladores de Lockheed les estaba suministrando las referencias en libras del sistema imperial anglosajón.

Una libra son aproximadamente 4,45 newtons. Esto significa que los motores de la Mars Climate Orbiter, siguiendo las instrucciones, aplicaron una fuerza ¡casi cinco veces menor que la correcta durante la inyección en la órbita marciana! El resultado fue obvio e inevitable:




Entre esto y la pérdida de la Mars Polar Lander (la de los cuarenta metros, que también llevaba las sondas Deep Space 2), fue el final del concepto mejor, más rápido, más barato; en realidad, sólo una de las naves creadas bajo esta modalidad funcionó bien. Desde entonces, los vuelos a Marte han regresado sólidamente al rango de los 720 o 1.000 millones de dólares, e incluso 2.300 millones para el próximo Mars Science Laboratory Curiosity, cuyo lanzamiento está previsto en 2011. La única excepción ha sido la Phoenix –la que encontró agua en 2008–, que era intrínsecamente una cooperación universitaria internacional de bajo coste y mínimas prestaciones (aunque obviamente eficaces, dado su éxito).

A decir verdad, esta confusión entre newtons y libras (y el error de análisis de software de la otra, la de los cuarenta metros) fueron sólo la punta del iceberg. Según las investigaciones realizadas por la propia NASA con posterioridad, el mejor, más rápido, más barato les había privado de trabajadores con experiencia esencial, sustituidos por especialistas externalizados más baratos pero menos capaces; hizo desaparecer cualquier forma eficaz de verificación exterior independiente que pudiera haber constatado un fallo tan burdo; redujo temerariamente los costes de diseño, construcción, operación y revisión; complicó absurdamente los entramados de subcontratas y la coordinación entre los mismos; y en realidad incrementó muchos gastos de gestión y administración, detrayendo el importe de la ejecución tecnológica. En una auditoría de 2001, la NASA vino a reconocer oblicuamente que esta forma de gestión había sido una catástrofe de recursos humanos, empujando a trabajadores con una experiencia y habilidades insustituibles hacia otros empleos –dispersos– del sector aeroespacial, e impidiendo la contratación de expertos de análogo nivel.

Así que ya sabéis, niños y niñas: la próxima vez que vayáis a comprar cromos a Marte, llevad dinero suficiente para el autobús. Y, sobre todo, aseguráos de que contáis las peras con las peras y las manzanas con las manzanas. Newtons van con newtons y libras van con libras y los expertos altamente cualificados en habilidades únicas cuestan una pasta, se ponga como se ponga ese señor del saco en administración. De verdad. :-D



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