La NASA, junto con un conjunto de socios internacionales y privados, tiene grandes planes para construir una pequeña estación espacial. Llamada Lunar Gateway, la El puesto de avanzada propuesto apoyará misiones en y alrededor de la Luna y proporcionará una plataforma única para realizar ciencia. Esto es lo que debe saber sobre el La próxima estación espacial y cómo permitirá el próximo gran salto en la exploración espacial.
Hemos enviado seres humanos a la superficie lunar, construido estaciones espaciales en órbita terrestre baja, aterrizado rovers en Marte e incluso enviado naves espaciales a viajes a los confines del sistema solar. Impresionante, sin duda, pero muchos artículos permanecen en la lista de tareas celestial, Una de las más importantes es la construcción de una estación alrededor de la Luna. El hecho de que aún tengamos que hacerlo parece un hecho evidente. omisión, pero aquí es donde nos encontramos hoy.
¿Por qué necesitamos una estación espacial lunar?
La próxima era Artemisa le ha dado a la NASA una excusa para finalmente construir algo así. Bueno, excusa probablemente no sea la palabra correcta; La construcción de una estación espacial lunar es más una necesidad, dado el objetivo declarado de la NASA de construir una presencia humana sostenida en y alrededor. la Luna. La agencia espacial busca aterrizar a un hombre y una mujer en la superficie lunar no antes de 2026, pero esto, la La misión Artemis 3, representa la punta del iceberg.
Se están trabajando planes para un campamento base de Artemis que consistiría en un hábitat de superficie, un rover presurizado y un sistema lunar ágil. vehículo terrestre. La infraestructura resultante permitirá aún más nuestra exploración de la Luna, pero la experiencia y la tecnología obtenidas durante estas misiones están destinadas a para permitir el próximo gran salto de la humanidad: una misión tripulada a Marte. Sin embargo, nada de esto será posible sin una estación espacial.
Como la NASA explicó en un memorando 2018, Lunar Gateway “es fundamental para avanzar y sostener los objetivos de la exploración espacial humana y es el único punto de partida unificador en nuestra arquitectura. para operaciones cislunares humanas [cislunar se refiere a la región entre la Tierra y la Luna], acceso a la superficie lunar y misiones a Marte”. En órbita, la puerta de enlace multipropósito, de una sexta parte del tamaño de la Estación Espacial Internacional, brindaría apoyo para misiones tripuladas a la superficie, una plataforma para la realización de ciencia y un punto de preparación para el despliegue de misiones en profundidades en el espacio, incluyendo Sondas robóticas para estudiar asteroides y cometas cercanos.
¿Dónde estará ubicada Lunar Gateway?
El plan actual es colocar Gateway en una órbita de halo casi rectilínea, o NRHO. Esta órbita eficiente en combustible, aprovecha los puntos de gravedad neutral generados por la Tierra y la Luna. Además de ser gravitacionalmente estable, NRHO proporcionará al puesto de avanzada orbital una línea de visión continua hacia la Tierra, permitiendo una comunicación sin obstáculos entre la tripulación de Gateway y estaciones terrestres de vuelta a casa.
NRHO es altamente elíptico, por lo que la estación espacial se acercará aproximadamente a 1.865 millas (3.000 kilómetros) de la Luna durante su máxima aproximación. pero luego viaja a una distancia de 43,500 millas (70,000 km) antes de regresar nuevamente, de acuerdo a a la Agencia Espacial Europea. Una órbita completa debería tardar aproximadamente una semana.
el La sonda CAPSTONE entró en esta órbita lunar en noviembre 2022, habiendo lanzado el 28 de junio. El smallsat se convirtió en el primer objeto construido por humanos en hacerlo. CAPSTONE es probando la idoneidad de esta órbita halo para Gateway, además de probar una nueva capacidad de comunicación entre naves espaciales.
¿Cómo se construirá Lunar Gateway?
La NASA se está asociando con socios internacionales y privados para hacer posible Gateway y ha asignado $779 millones de su presupuesto para 2023 para el proyecto. La NASA y SpaceX tienen cohetes potentes, pero no existe nada para lanzar una estación espacial completamente (o parcialmente ) construida. En consecuencia, y como cualquier estación espacial, tendrá que construirse en el espacio a lo largo de una serie de fases.
La primera fase verá la unión de dos elementos de importancia crítica: un módulo para proporcionar potencia y propulsión y un módulo para apoyar actividades. Para Gateway, estos componentes se denominan Elemento de Poder y Propulsión (PPE) y el Puesto Avanzado de Habitación y Logística (HALO) . La NASA es esperando lanzamiento el PPE y HALO juntos durante un único lanzamiento de un cohete SpaceX Falcon Heavy no antes de 2025, en un costo de $331,8 millones. Los lanzamientos futuros apoyarán a Gateway, ya sea para agregar nuevos componentes o entregar carga.
¿Qué tamaño tiene Lunar Gateway?
Los primeros cinco elementos consistirán en el EPP, HALO, un módulo de comunicación y conexión, un módulo de ciencia y esclusa de aire (que se construido por el Centro Espacial Mohammed bin Rashid de los EAU), un módulo logístico (para contener alimentos y suministros) y un brazo robótico. Combinados, estos elementos pesarán 40 toneladas métricas.Será un comienzo humilde, pero estos componentes centrales servirán como base sobre la cual se construirá una estación más grande. tiempo.
La Agencia Espacial Europea (ESA) dice que Gateway apoyará a cuatro astronautas durante estancias de 90 días. El módulo HALO por sí solo no proporcionará espacio adecuado Para los astronautas, se requiere un módulo habitable adicional que será construido por la ESA. Una vez bloqueados entre sí, los dos módulos proporcionar 4,414 pies cúbicos (125 metros cúbicos) de espacio, un volumen aproximadamente del tamaño de un autobús de dos pisos.
¿Cuáles son los componentes de la estación espacial lunar?
PPE será una nave espacial de propulsión eléctrica solar de 50 kilovatios capaz de proporcionar energía, comunicaciones de alta velocidad y capacidades de maniobra, como el control de actitud. y transferencias orbitales. En 2019, Maxar Technologies de Colorado firmado un contrato no fijo de $375 millones con la NASA para desarrollar y construir el PPE. El módulo utilizará paneles solares para generar energía eléctrica energía requerida para alimentar el puesto avanzado.
La NASA recurrió a Northrop Grumman para construir HALO, un módulo presurizado habitable. La empresa con sede en Virginia finalizado un contrato de precio fijo por $935 millones con la agencia espacial en julio de 2021. HALO está siendo modelado después del preexistente Northrop Grumman Vehículo de transporte de carga cygnus.HALO tendrá el mismo diámetro que Cygnus, pero con 20 pies (6,1 metros) de largo, será de aproximadamente 3 pies (1 metro) más largo para acomodar a las tripulaciones.
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HALO proporcionará un lugar para que los astronautas vivan, trabajen, investiguen y duerman. Es donde las tripulaciones realizarán sus experimentos científicos y su campo de despacho. tripulaciones a la superficie y se comunican con las estaciones terrestres en la Tierra. El módulo habitable es donde existirá la estación de comando y control, y también albergará puertos de atraque para apoyar la llegada y salida de naves espaciales tripuladas (en particular Orion), módulos de aterrizaje lunares y misiones de reabastecimiento. El soporte vital incluirá el reciclaje de oxígeno y la producción de agua potable. Naturalmente, HALO permitirá la conexión de hábitats adicionales , ya que el plan es expandir Gateway en los próximos años y (con suerte) décadas.
La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) está proporcionando la baterias necesario para alimentar HALO antes del despliegue de los matrices solares del PPE y durante eclipses. Canadárm3 será la contribución de la Agencia Espacial Canadiense a Gateway. El sistema robótico inteligente consistirá en un brazo de 28 pies de largo (8,5 metros) , un brazo más pequeño y ágil y un conjunto de herramientas desmontables.
La ESA está proporcionando la capacidad de comunicaciones de alta velocidad de datos que vinculará la base orbital con los equipos que trabajan en la superficie. ESPÍRITU (Sistema Europeo de Reabastecimiento de Combustible, Infraestructura y Telecomunicaciones), el módulo también proporcionará combustible adicional y una esclusa de aire para cargas útiles científicas. ESPRIT, lanzamiento Durante la misión Artemis 5 planificada en 2029, contará con una ventana similar al observatorio Cupola de la Estación Espacial Internacional.
La ESA y la JAXA también responsable para un segundo módulo habitable, conocido como I-Hab, o módulo de habitación internacional. Ese módulo proporcionará espacio adicional para la tripulación para vivir, trabajar y realizar ciencia. Este módulo es siendo construido por Thales Alenia Space y podría llegar a Gateway en 2028 como parte de la misión Artemis 4.
¿Cómo podemos apoyar una estación espacial tan lejana?
A una distancia promedio de 385 000 km (239 200 millas), la Luna no está exactamente cerca. La logística será clave para apoyar a los astronautas en sus misiones, un asunto que no pasa desapercibido para los socios de Gateway. Es más, la experiencia de proporcionar una cadena de suministro al espacio profundo podría informar futuras misiones a Marte.
En 2020, la NASA Anunciado SpaceX como el primer proveedor comercial de EE.UU. en obtener un contrato de Servicios de Logística de Gateway , bajo el cual la compañía dirigida por Elon Musk realizará entregas carga y otros suministros a la estación espacial lunar.
SpaceX necesitará transportar carga presurizada y sin presurizar al puesto de avanzada. NASA estimados esa será necesaria una sola entrega para cada misión Artemis tripulada. Para hacerlo, SpaceX lanzará su nave espacial Dragon XL sobre Falcon Heavy cohetes. Los Dragon XL serán versiones más grandes de Dragon y permanecerán acoplados a Gateway durante seis a 12 meses seguidos. Dragon XL será capaz de entregar más de 5 toneladas métricas de carga, de acuerdo a a SpaceX.
JAXA también está buscando participar en el apoyo logístico. La agencia espacial está actualmente buscando mejoras que podría hacer su Nave espacial de carga HTV-X adecuado para misiones de reabastecimiento de Gateway . Curiosamente, el próximo cohete Starship de SpaceX podría posiblemente utilizarse también con fines logísticos.
¿Qué tipo de ciencia se hará a bordo de Gateway?
Mucho. La ciencia lunar y planetaria es la más obvia, pero el punto de vista de Gateway también permitirá la ciencia de la Tierra, la heliofísica y la astrofísica. NASA dice, las “investigaciones de física fundamental” serán posibles gracias a las “vistas ampliadas de la Tierra, el Sol, la Luna y el espacio, que no son posibles”. desde la superficie de la Tierra o desde la órbita terrestre”.
Los socios de Gateway ya han elegido tres instrumentos científicos. HERMES (Suite de experimentos de medición de radiación, medio ambiente y heliofísica) y la ESA AERSA (El conjunto europeo de sensores de radiación) residirá fuera de la estación y monitoreará la radiación del Sol y el clima espacial. El tercer instrumento, AIF (matriz de dosímetro interno ), está desarrollada por la ESA y JAXA, y “permitirá el estudio de los efectos de protección contra la radiación y mejorar los modelos de física de la radiación para los efectos del cáncer, los problemas cardiovasculares y el sistema nervioso central, ayudando a evaluar el riesgo de la tripulación en las misiones de exploración”, según la NASA.
¿Las misiones Gateway serán peligrosas para los astronautas?
Al igual que cualquier misión al espacio, habrá un elemento de peligro. La ubicación de Gateway más allá de la órbita baja de la Tierra y la magnetosfera de la Tierra significa que las tripulaciones están más susceptible a la radiación solar y cósmica dañina que los astronautas a bordo de la ISS.
“Dejar la protección que proporciona la órbita terrestre baja expondrá inevitablemente a los astronautas a dosis acumulativas más altas de radiación espacial, además de otros factores estresantes, ” como la microgravedad, según un 2021 estudiar publicado en la Revista Internacional de Ciencias Moleculares. “Se sabe que la regulación inmune se ve afectada tanto por la radiación como por los vuelos espaciales, y sigue siendo Queda por ver si los efectos prolongados que se encontrarán en el espacio profundo pueden tener un impacto adverso en la salud”. Es probable que la órbita terrestre baja dañe las mitocondrias de las células y también produzca efectos a largo plazo en la reparación del ADN, según el estudio. Y como la NASA escribe:
Los impactos de la radiación en el cuerpo humano serán mucho mayores en las misiones a la Luna o a Marte, donde la exposición a partículas cargadas de alta energía puede causar efectos adversos para la salud, incluido un mayor riesgo de cáncer, cambios en las funciones motoras y el comportamiento, y degeneración del tejido. Los riesgos adicionales incluyen potenciales Daños a los vehículos y equipos de los astronautas de los que dependen para vivir y viajar de forma segura a través del espacio.
Para ser justos, sin embargo, no sabemos en qué medida los astronautas se verán afectados por el espacio durante estancias prolongadas en Gateway. Las misiones Apolo también expusieron a los astronautas a la radiación espacial, pero estas misiones no duraron más de 11 días. Las misiones Gateway de larga duración Dura más de 90 días, un período de tiempo que es más probable que induzca efectos sobre la salud a largo plazo. En consecuencia, los científicos querrán Mantenga una estrecha vigilancia sobre el regreso de los equipos de Gateway para evaluar los posibles daños. Esa investigación luego informará los esfuerzos futuros para minimizar cualquier efecto perjudicial.
¿Cómo será Lunar Gateway en las próximas décadas?
La intención de la NASA es llegar a la Luna y permanecer allí. Eso requerirá una estación espacial lunar totalmente robusta y funcional, por lo que deberíamos Se espera que Gateway se expanda con el tiempo. Curiosamente, Gateway también podría servir como punto de partida para la propuesta de la NASA. Transporte del espacio profundo, desde donde se podría lanzar una misión a Marte. Gateway también podría usarse para rastrear objetos cercanos a la tierra amenazadores.
El potencial es enorme y sólo el tiempo dirá cuál es la mejor manera de utilizar Gateway para satisfacer nuestras necesidades y ampliar nuestro alcance en el sector solar. sistema—y potencialmente más allá.
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