Viaje a la Luna con un motor eléctrico

La Luna y Marte son la próxima frontera de la exploración espacial. Pero para volver a la Luna con astronautas, y esta vez debería ser para una permanencia constante de hombres y mujeres allí, hay que ir cumpliendo varias etapas bien programadas. La Agencia Europea del Espacio (ESA) ha definido una estrategia -de acuerdo con las demás potencias espaciales- en cuatro fases: misiones precursoras, sondas de descenso, utilización de recursos y despliegue de grandes infraestructuras y, finalmente, presencia humana permanente. El primer paso lunar de la ESA será la misión Smart 1 para ensayar nuevas tecnologías y preparar el camino no sólo hacia el satélite terrestre sino hacia la exploración avanzada del sistema solar. El gran desafío de la sonda es su motor iónico (un propulsor eléctrico que aprovecha la energía captada con los paneles solares), algo que nunca ha probado antes la ESA y que sólo tiene un precedente en la nave de la NASA Deep Space-1.

La misión cumplirá 10 ensayos científicos y tecnológicos durante 24 a 30 meses

Smart 1 ya está lista; se hicieron la semana pasada las últimas pruebas en Estec, el centro científico y tecnológico de la ESA en Holanda, y sólo queda esperar el lanzamiento a finales de julio próximo, o principios de agosto, en un cohete Ariane 5 como pasajero añadido junto a un satélite de comunicaciones.

Smart 1 es una sonda pequeña, un cubo de un metro de arista que pesa sólo 365 kilos. Con los paneles solares desplegados llega a los 14 metros de longitud. Pero es una auténtica pequeña gran nave, llena de desafíos tecnológicos y soluciones inteligentes para afrontar los retos de los viajes espaciales. Además, lleva suficientes instrumentos a bordo como para tener encandilados a los científicos planetarios.

La nave estaba abierta la semana pasada en una de las salas limpias de Estec, mientras los ingenieros comprobaban todo por enésima vez. El italiano Giuseppe Racca, jefe del proyecto en la ESA, mostró la estructura ligeramente cónica del motor, que ocupa gran parte del interior de la sonda. El resto (ordenador, baterías, cámaras, sensores, equipos de comunicaciones, etcétera), demuestran cómo se puede miniaturizar y simplificar los componentes en una nave espacial sin dejar de lado las exigencias de robustez y eficacia.

"Como primera nave espacial que usa propulsión primaria eléctrica en combinación con maniobras gravitatorias, y como primera misión de la ESA a la Luna, Smart-1 abre un nuevo horizonte en la ingeniería espacial y en los descubrimientos científicos. Además, prometemos frecuentes noticias e imágenes, de manera que todo el mundo pueda compartir nuestra aventura espacial", dice Racca.

Smart 1 ha sido desarrollada y construida en tres años con un coste total de 100 millones de euros. El contratista principal es la Corporación Espacial Sueca y han participado numerosas empresas europeas, incluidas las españolas Crisa y Alcatel Espacio.

Las naves salen al espacio en un cohete, luego, una vez superada la atracción gravitatoria terrestre se desplazan por sus propios medios, hasta ahora utilizando propulsores químicos. Sin embargo, el motor de Smart 1, denominado propulsor de plasma SPT, es eléctrico y se alimenta de gas xenon. Básicamente funciona del siguiente modo: la energía eléctrica proporcionada por los paneles solares sirve para para ionizar y expulsar ese gas a alta velocidad, generando el movimiento de la nave. Este sistema, explican los expertos de ESA, es más seguro y más eficiente que la propulsión química tradicional, y permite un control mucho más preciso del vehículo. Sin embargo, el empuje es mucho más suave y tarda más en alcanzar una velocidad concreta.

También la Deep Space 1 de la NASA llevaba un motor iónico, pero de configuración diferente, y se impulsó al principio con un sistema de propulsión químico ausente en el ingenio europeo.

Además, Smart 1, señalan orgullosos los ingenieros de ESA, aporta una gran novedad ya que también se impulsará mediante maniobras gravitatorias en el sistema Tierra-Luna, algo que no se ha intentado nunca en combinación con la propulsión iónica.

El resultado de esta estrategia es un viaje largo: Smart 1 tardará unos 16 meses en llegar a la Luna, recorriendo en total 100 millones de kilómetros, explica Racca. Claro que en este caso se ha diseñado una trayectoria muy larga, siguiendo órbitas cada vez más amplias alrededor de la Tierra para ir haciendo los experimentos tecnológicos ideados. La futura Beppi-Colombo, que la ESA planea enviar al planeta Mercurio también con motor iónico, hará un camino mucho más rápido.

Lo primero que hará Smart 1 será tomar datos del funcionamiento del motor. Otro ensayo a cumplir en el viaje, explicó en Estec Bernard Foing, responsable científico y tecnológico de la misión, consistirá en un rayo láser proyectado desde Tenerife hasta Smart 1, a diferentes distancias a medida que la nave se aleja, para ensayar esta opción de telecomunicaciones entre la Tierra y un artefacto moviéndose el espacio, con la atmósfera de por medio y la consiguiente dispersión del haz.

Por supuesto, la cámara de a bordo irá tomando fotos durante el viaje. Cuando la pequeña sonda se aproxime a la Luna, usará su motor para perder velocidad y hacer las maniobras pertinentes para ponerse en órbita polar del satélite.

Allí realizará varios experimentos científicos, explicó Foing. Con su espectrómetro Sir, hará el mapa completo de la distribución de minerales; la cámara Amie ofrecerá a los planetólogos la topografía lunar y la textura de la superficie. Un sensor de rayos X servirá para identificar elementos químicos clave en la superficie. La misión cumplirá diez ensayos científicos y tecnológicos durante 24 a 30 meses.

El polo Sur lunar será uno de los focos de atención, ya que en esa región la nave Lunar Prospector detectó la presencia de hidrógeno que algunos interpretaron como indicador de la presencia de agua helada allí. Pero esos datos distan mucho de ser definitivos. "Nuestro espectrómetro de infrarrojos es capaz de proporcionar un indicador del agua", aclara Racca. "No será una prueba concluyente, pero sí complementaria de otros resultados".