Máquinas intuitivas ‘primer módulo lunar oficialmente perdió el poder hoy después de pasar siete días en la luna. La sonda hizo historia al ser el primer equipo estadounidense en llegar a la superficie lunar desde 1972 y la primera nave espacial de construcción privada en aterrizar en la Luna, pero el módulo de aterrizaje, llamado Odysseus, será recordado por otra razón: su sistema de propulsión.
Un sistema de propulsión de este tipo, que utiliza una combinación de oxígeno líquido criogénico y metano líquido, podría desbloquear nuevas capacidades en el espacio y reducir el riesgo de futuras misiones de otros proveedores comerciales.
Antes de la misión IM-1 de Intuitive Machines, ningún módulo de aterrizaje había utilizado esta combinación de propulsores. Si te resultan familiares, es porque se utilizan en motores de cohetes de alto rendimiento como el Raptor de SpaceX, el BE-4 de Blue Origin y el Aeon R de Relativity Space.
Pero las sondas –y la mayoría de las naves espaciales en estos días– utilizan propulsores hipergólicos o “almacenables en el espacio”, como la hidracina o el tetróxido de nitrógeno, que pueden almacenarse pasivamente pero son altamente tóxicos. Por el contrario, los “criógenos” son más eficientes, tienen mayor energía y son considerablemente menos peligrosos, pero deben enfriarse activamente a temperaturas muy, muy bajas.
Esto presenta algunos desafíos únicos. Como los combustibles deben mantenerse muy fríos, sólo se pueden almacenar antes del despegue durante un período de tiempo muy corto. Para solucionar este problema, Intuitive Machines y SpaceX comenzaron a alimentar el motor VR900 del módulo de aterrizaje de clase Nova-C (que fue construido por IM) apenas tres horas antes del despegue, cuando el cohete estaba en la plataforma de lanzamiento y la nave espacial ya estaba dentro. el carenado de carga útil. Esto es todo menos típico.
Es tan inusual que SpaceX haya tenido que desarrollar capacidades completamente nuevas para impulsar el módulo de aterrizaje, dijo Bill Gerstenmaier, vicepresidente de construcción y confiabilidad de vuelo de SpaceX, durante una conferencia de prensa el 13 de febrero. la segunda etapa del cohete Falcon 9 y la adición de un adaptador para acceder al carenado de carga útil cuando ya estaba conectado al vehículo.
Las dos compañías realizaron dos ensayos generales antes del lanzamiento; Los problemas con la carga de propulsor provocaron que el primer intento de lanzamiento se pospusiera un día, hasta el 15 de febrero. Tras el exitoso lanzamiento, Intuitive Machines también experimentó un breve problema al enfriar la línea de suministro de oxígeno líquido, lo que llevó más tiempo de lo previsto. Una vez que el propulsor se enfrió lo suficiente, los controladores de vuelo encendieron con éxito el motor en el espacio por primera vez al día siguiente.
Gracias a que la compañía utilizó oxígeno líquido y metano líquido, que son altamente eficientes, pudieron seguir una trayectoria más directa hacia la Luna: la nave espacial solo tuvo que atravesar una vez el cinturón de Van Allen, una zona de alta radiación alrededor de la Tierra. lo que redujo la exposición de la nave espacial a partículas dañinas de alta energía.
También se utilizarán dos motores VR900 en la nave espacial “Nova-D”, mucho más grande de Intuitive Machines, para transportar de 500 a 750 kg de carga útil a la Luna (el módulo de aterrizaje Nova-C tiene una capacidad de carga útil de 100 kg).
Las sondas Nova-C y Nova-D estarán lejos de ser las últimas naves espaciales en utilizar propulsores criogénicos en el espacio. La etapa inicial de alta energía de Impulse Space, Helios, utilizará criógenos para entregar cargas útiles directamente a la órbita geoestacionaria, explicó el director ejecutivo Tom Mueller en una entrevista en enero.
«La gente ha hablado antes de dar grandes pasos con hipergoles, y creo que estamos hablando de toneladas de propulsor y el precio y el costo de la seguridad son simplemente exorbitantes», dijo. «Por lo tanto, utilizar propulsores de muy bajo costo y alta energía, como oxígeno líquido y metano líquido, es una obviedad».
Una de las seis cargas útiles de ciencia e investigación de la NASA que Odiseo llevó a la superficie también aprovechó directamente el sistema de propulsión criogénica. El medidor de masa de radiofrecuencia del Glenn Research Center de la agencia utiliza ondas de radio y antenas para medir la cantidad de propulsor disponible en los tanques de los motores. Es una tecnología que podría ser vital para medir los niveles de combustible de las naves espaciales durante misiones espaciales de larga duración, especialmente porque el «chapoteo» puede hacer que medir líquidos en microgravedad sea un desafío.
Esta cuestión es de especial importancia para la NASA porque las misiones Artemis de la agencia para devolver humanos a la superficie lunar dependen de naves espaciales que utilizan propulsores criogénicos, en particular el Starship Human Landing System de SpaceX y el Blue Moon de Blue Origins. Estas misiones requerirán la transferencia de grandes cantidades de fluidos criogénicos desde los depósitos en órbita a la nave espacial; Aunque estos fluidos deberán permanecer en órbita mucho más tiempo del que Odiseo estuvo en tránsito hacia la luna, la misión IM-1 todavía está abriendo la puerta al uso criogénico en el espacio.
