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El primer módulo de aterrizaje lunar de Intuitive Machines oficialmente perdió el poder hoy después de pasar siete días en la luna. El módulo de aterrizaje hizo historia al convertirse en el primer dispositivo estadounidense en alcanzar 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.
Este sistema de propulsión, que utiliza una combinación de oxígeno líquido criogénico y metano líquido, podría abrir nuevas posibilidades 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 combustible. Si te suenan 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 los módulos de aterrizaje (y la mayoría de las naves espaciales actuales) 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 más energía y son significativamente menos peligrosos, pero deben enfriarse activamente a temperaturas muy, muy bajas.
Esto presenta algunos desafíos únicos: debido a que el combustible debe mantenerse tan frío, sólo puede almacenarse por un tiempo muy corto antes del despegue. Para solucionar este problema, Intuitive Machines y SpaceX comenzaron a alimentar el motor VR900 del módulo de aterrizaje clase Nova-C (que fue construido por IM) solo tres horas antes del lanzamiento, cuando el cohete estaba en la plataforma de lanzamiento y la nave espacial ya estaba dentro de la carga útil. mercado. Esto es todo menos típico.
«Es tan extraordinario 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. Esto incluyó modificar la plataforma de lanzamiento y la segunda etapa del cohete Falcon 9 y agregar 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; Problemas con la carga de combustible provocaron que el primer intento de lanzamiento se pospusiera un día, hasta el 15 de febrero. Después del lanzamiento exitoso, Intuitive Machines también experimentó un breve problema con el enfriamiento de la línea de suministro de oxígeno líquido, que tomó más tiempo de lo esperado. Una vez que el combustible 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 empresa utilizó oxígeno líquido y metano líquido, que son muy eficientes, pudo tomar una trayectoria más directa hacia la Luna. La nave espacial solo tuvo que cruzar una vez el Cinturón de Van Allen, una zona de alta radiación alrededor de la Tierra, reduciendo la exposición de la nave 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 kilogramos de carga útil a la luna. (El módulo de aterrizaje Nova-C tiene una capacidad de carga útil de 100 kilogramos).
Los módulos de aterrizaje Nova-C y Nova-D estarán lejos de ser las últimas naves espaciales en utilizar combustibles criogénicos en el espacio. Helios, la etapa de impulso de alta energía de Impulse Space, utilizará criógenos para entregar cargas útiles directamente a la órbita geoestacionaria, dijo el director ejecutivo Tom Mueller en una entrevista en enero.
«La gente ha hablado de hacer grandes tramos con hipergolas, y creo que estás hablando de toneladas de combustible y el precio y el coste de la seguridad son simplemente exorbitantes», dijo. «Por lo tanto, el uso de combustibles muy económicos y de muy alta energía, como oxígeno líquido y metano líquido, es un hecho».
Una de las seis cargas útiles de ciencia e investigación de la NASA que Odiseo llevó a la superficie también utilizó directamente el sistema de propulsión criogénica. La declaración del medidor de masa por radiofrecuencia del Glenn Research Center de la agencia utiliza ondas de radio y antenas para medir cuánto combustible hay disponible en los tanques del motor. Esta tecnología podría ser crucial para medir los niveles de combustible de las naves espaciales durante misiones espaciales de larga duración, especialmente porque el «chapoteo» puede dificultar la medición de líquidos en microgravedad.
Esta cuestión es de particular 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, principalmente el Starship Human Landing System de SpaceX y el Blue Moon de Blue Origins. Estas misiones requieren la transferencia de grandes cantidades de fluidos criogénicos desde los depósitos orbitales a la nave espacial; Si bien estos líquidos tendrán que permanecer en órbita mucho más tiempo del que Odiseo estuvo en su camino a la luna, la misión IM-1 sigue siendo el centro del uso criogénico en el espacio.
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