En el ámbito de la exploración espacial, la frase "abortar misión" evoca imágenes de situaciones críticas y decisiones difíciles. Significa interrumpir una misión en curso debido a problemas técnicos, riesgos para la tripulación o condiciones imprevistas que comprometen el éxito de la operación. Un ejemplo paradigmático de esto lo encontramos en la misión Apolo 11, donde un error informático casi provocó la cancelación del alunizaje.
Se cumplen 46 años de la llegada de Neil Armstrong y Buzz Aldrin a la Luna a bordo del Apolo 11, una gesta tecnológica que movilizó a todo un país y que estuvo a punto de irse al traste por un error informático durante los primeros minutos de descenso del módulo lunar al Mar de la Tranquilidad.
Fueron dos las alarmas que saltaron durante los pocos minutos que duró la maniobra de alunizaje provocadas por dos errores en el ordenador de a bordo. Los errores 1201 y 1202 provocaron más de un sudor frío en Houston en aquella noche del 20 de junio excepto para un grupo de experimentados controladores que supieron pasar por alto lo que parecía una señal destinada a abortar la misión.
Las alarmas sólo fueron un susto en lo que fue una noche histórica, pero detrás de la fría explicación oficial se esconde una historia más interesante acerca del porqué de esas alarmas y de cómo Houston fue capaz de resolverlas sin abortar el alunizaje. La explicación oficial dice que detrás de esos códigos se escondían dos avisos que alertaban de la sobrecarga de datos que el ordenador de a bordo estaba sufriendo.
Para entender mejor lo que sucedió, es crucial conocer a uno de los protagonistas de esta historia: Buzz Aldrin, también era uno de los pilotos de la NASA mejor preparados para acoplar dos naves en órbita.
Esa maniobra, crucial, se debía llevar a cabo después del alunizaje cuando el modulo lunar y el de mando se encontraran en la órbita del satélite para poner rumbo a la Tierra. Esa capacidad para ejecutar maniobras de precisión quirúrgica le valió el nombre de Doctor Encuentro en Órbita -Doctor Rendez-vous, en inglés-, no sólo por su habilidad sino por lo pesado que podía llegar a ser al respecto.
Las alarmas 1201 y 1202 fueron fruto de la obsesión de Aldrin por tener siempre a mano los datos sobre la otra nave que formaba el Apolo 11 durante la maniobra de descenso. “El radar para el alunizaje comenzó a recibir señales pero dejé encendido otro, el que controlaba nuestra posición respecto al módulo de mando, por si teníamos que abortar la maniobra y reencontrarnos con Mike [Collins] lo antes posible. La lista de procedimientos no lo tenía establecido pero tenía que hacerlo, era el Doctor Encuentro en Órbita”, explica Aldrin en ese mismo documental.
El ordenador de todas las misiones Apolo, diseñado por el MIT de Massachusetts, no estaba diseñado para recibir tantos datos a la vez porque, supuestamente, no se iban a necesitar ambos radares al mismo tiempo. “Estaba diseñado por gente muy cuadriculada: Si tienes que hacer un descenso, utilizas el radar de descenso. Si tienes que hacer un acoplamiento en órbita, usas otro radar. No tienes por qué mezclar los dos. Pero ellos yyo no pensábamos de la misma manera”, explica Aldrin, el compañero de Armstrong en la noche del 20 de julio.
El ordenador de las naves Apolo, un prodigio técnico de su época, tenía unos recursos más que limitados. Su procesador se movía a un megahercio y ni siquiera tenía una interfaz gráfica aunque era capaz de ejecutar hasta ocho tareas al mismo tiempo.
CURIOSIDADES DE LA HISTORIA: "La increíble capacidad tecnológica de la computadora del Apolo 11.
La solución a los errores 1201 y 1202
Los errores 1202 y 1201, si nos atenemos al orden cronológico en el que aparecieron, se solucionaron prácticamente en un abrir y cerrar de ojos gracias a las órdenes de Steve Bales, el GUIDO o responsable de controlar los sistemas de navegación y guiado de ambas naves.
Bales fue capaz de quitar hierro al asunto en cuestión de segundos gracias a laexperiencia recabada en las interminables jornadas de entrenamiento en los simuladores que se sucedían antes de una misión. Astronautas y controladores pasaban las semanas previas a un lanzamiento en los simuladores donde preparaban todo tipo de contingencias para que, llegado el momento, los implicados pudieran coordinarse como un reloj.
La simulación no era, exclusivamente, un entrenamiento previo sobre todas las tareas previstas en el plan de vuelo sino que estaba orquestada por un grupo externo que preparaba diferentes situaciones de emergencia para que controladores y astronautas aprendieran a hacer frente a situaciones inesperadas que tanto unos como otros podían desconocer de antemano. El 1201 y el 1202 eran errores que entraban dentro de esa categoría.
Gene Kranz, el director de control de misión durante el alunizaje, explica en sus memorias cómo su equipo descubrió aquella noche del 20 de julio que el error que Armstrong y Aldrin tenían ante sí era una minucia. Sucedió en la jornada final en el simulador, el 5 de julio, a escasos días del lanzamiento.
“Saltó una alarma del ordenador y Bales tenía a mano un libro de instrucciones con un glosario de términos relacionados con la computadora del módulo lunar. El 1201 significaba que el ordenador estaba saturado de información. Bales no tenía ninguna directriz establecida respecto a las alarmas del ordenador y abortó la maniobra de descenso pese a que todos los indicadores de la nave eran correctos”.
Enfrentados por vez primera a los contratiempos que podía causar el ordenador, el equipo del Apolo 11 organizó una nueva sesión en el simulador durante la mañana siguiente centrada exclusivamente en ese aspecto. Después de esa jornada, Bales añadió una nota a la numerosa lista de razones que obligarían a abortar el descenso e incluyó una docena de códigos. El 1201 y el 1202 no estaban entre ellos.
Kranz explica en sus memorias la causa por la que el error 1201 no era de vital importancia: “Lo que indicaba es que el ordenador estaba priorizando las diferentes instrucciones […] para que todas las operaciones críticas para el transcurso de la misión se pudieran llevar a cabo”.
Esa fue la razón por la que la alarma 1201 saltó a los pocos minutos de comenzar el descenso hacia el Mar de la Tranquilidad. Aldrin encendió ambos radares, sobrecargó el ordenador del módulo lunar e hizo saltar la alarma. Pero la máquina estaba diseñada para dar prioridad a los procesos necesarios para llevar a cabo el alunizaje, un hecho que Houston conocía y que permitió seguir con el alunizaje.
Kranz recuerda haber agradecido “mentalmente” aquella última sesión en el simulador, aquella que puso a su equipo al día respecto a las alarmas del ordenador y que permitió que el 20 de junio se recuerde como el día en que el hombre piso la Luna.
Computadora del módulo lunar Apolo 11.
¿Por qué se aborta una misión?
En el contexto de la exploración espacial, "abortar misión" se refiere a la interrupción planificada de una misión antes de que se complete su objetivo principal. Las razones para abortar una misión pueden ser variadas y complejas, pero generalmente se clasifican en las siguientes categorías:
- Problemas técnicos: Fallos en los sistemas de la nave espacial, cohetes, o equipos de soporte vital.
- Condiciones meteorológicas: Tormentas solares, radiación cósmica, o fenómenos atmosféricos que puedan poner en riesgo la misión.
- Riesgos para la tripulación: Emergencias médicas, fallos en los sistemas de seguridad, o cualquier situación que ponga en peligro la vida de los astronautas.
- Limitaciones de recursos: Agotamiento de combustible, suministros, o cualquier otro recurso crítico para la misión.
La decisión de abortar una misión es extremadamente seria y se toma después de una evaluación exhaustiva de los riesgos y beneficios. El objetivo principal es siempre la seguridad de la tripulación y la preservación de los recursos.
El futuro de la exploración lunar: La misión Artemisa I
Mientras lees estas líneas, el lanzador espacial más potente del mundo ya está en la rampa esperando su lanzamiento. Hace casi medio siglo el Apolo 17 despegaba rumbo a la Luna. Sería la última misión tripulada lunar estadounidense del programa Apolo.
Cincuenta años después, la NASA está lista para llevar a cabo otra misión lunar: Artemisa I. Aunque se trata de una misión sin tripulación, será la primera del programa Artemisa, un proyecto que pretende llevar otra vez humanos a la Luna. Por otro lado, Artemisa I es la culminación de más de una década de desarrollo del cohete gigante SLS y la nave Orión.
Por fin, la NASA pondrá a prueba su cohete pesado y su nave de espacio profundo, una hazaña que muchos críticos pensaban que nunca llegaría. La misión tendrá una duración de 42 días, 3 horas y 20 minutos. Tras el lanzamiento, la nave Orión, unida a la segunda etapa ICPS, se situará en una órbita de aparcamiento alrededor de la Tierra antes de realizar el encendido translunar TLI (Trans Lunar Injection), de unos 18 minutos de duración.
Dos horas tras el despegue, la nave Orión se separará de la ICPS y, poco después, se liberarán diez pequeños satélites que constituyen la carga secundaria de esta misión. Durante el viaje a nuestro satélite, la nave Orión efectuará una maniobra de corrección antes de situarse el 4 de septiembre en una órbita de tipo DRO (Distant Retrograde Orbit) usando el motor principal del módulo de servicio europeo y mientras pasa a 141 kilómetros de la superficie lunar.
Perfil de la misión Artemisa I.
Como su nombre indica, se trata de una órbita distante -a un mínimo de 64400 kilómetros de la Luna- y retrógrada con respecto a la rotación lunar. La nave Orión realizará cinco pases por el perilunio -el punto más cercano a la superficie lunar- antes de poner rumbo a la Tierra el 21 de septiembre (el último perilunio será a unos mil kilómetros). Si todo sale bien, la cápsula Orión amerizará en el océano Pacífico el 10 de octubre de 2022 frente a la costa de San Diego (California) tras haber recorrido 2,1 millones de kilómetros y después de haber sobrevivido a una reentrada a 40200 km/h.
Artemisa I -Artemis I en inglés- será la primera misión del cohete SLS (Space Launch System) de la NASA y de la nave Orión en su configuración completa (recordemos que la cápsula Orión efectuó un vuelo de prueba en órbita baja, la misión EFT-1, en diciembre de 2014, pero sin el módulo de servicio ni muchos sistemas críticos que sí se han incorporado en este vuelo). El SLS de la misión Artemisa I es de tipo Block 1, es decir con una segunda etapa ICPS derivada del cohete Delta IV y una capacidad máxima de carga en órbita baja de unas 95 toneladas o 27 toneladas en una trayectoria hacia la Luna.
Estas prestaciones lo convierten, a la espera del debut del sistema Starship de SpaceX, en el sistema de lanzamiento más potente en servicio, si bien su capacidad de carga sigue estando por debajo de la que tenía el mítico Saturno V. El primer SLS Block 1 tiene 98,15 metros de altura y una masa al lanzamiento de 2608 toneladas. Es capaz de generar 3992 toneladas de empuje al despegue, un 15% más que el Saturno V.
Está formado por dos aceleradores de combustible sólido, una etapa central criogénica -con hidrógeno y oxígeno líquidos- dotada de 4 motores RS-25, el adaptador LVSA que conecta la etapa central con la segunda etapa criogénica ICPS y el adaptador OSA que une la ICPS con la nave Orión.
La Etapa Central o CS-1 (Core Stage 1) tiene una longitud de 64,6 metros de largo y 8,4 metros de diámetro y ha sido diseñada tomando como base el Tanque Externo (ET) del transbordador espacial. Su masa en seco es de 85,28 toneladas y con combustible es de 1088,6 toneladas (sin tener en cuenta el peso de los motores). En su parte inferior lleva cuatro motores RS-25, que en realidad son motores SSME (Space Shuttle Main Engines) del transbordador espacial usados en misiones anteriores (en Artemisa I se emplearán los motores 2045, 2056, 2058 y 2060). Los RS-25 funcionan durante unos ocho minutos y generan entre 188,8 y 232,4 toneladas de empuje cada uno.
La Etapa Central está formada por el tanque de hidrógeno y el de oxígeno. El tanque de hidrógeno, situado en la parte inferior, es un gran cilindro de 40 metros de longitud y 8,4 metros de diámetro formado por cinco secciones de 6,7 metros de largo soldadas entre sí y es capaz de albergar 2,4 millones de litros de hidrógeno a -253 ºC. Situado encima, el tanque de oxígeno tiene un diámetro similar y una longitud de 15,7 metros, siendo capaz de contener 891000 litros de oxígeno líquido a -147 ºC.
La Etapa Central, que es el cohete más grande y potente jamás construido por la NASA, llegó al Centro Espacial Kennedy el 29 de abril de 2021 procedente del Centro Stennis de la agencia espacial, situado en Misisipi, donde se llevaron a cabo las pruebas de encendido. En la parte superior de la Etapa Central se encuentra el adaptador LVSA (Launch Vehicle Stage Adapter), que une la CS con la segunda etapa ICPS y que permanecerá unida a la Etapa Central durante la misión.
Construida por Teledyne Brown, tiene una masa de 4,5 toneladas y rodea la parte inferior de la etapa ICPS. A cada lado de la etapa central se hallan los aceleradores de combustible sólido o SRB (Solid Rocket Boosters), cuyo núcleo son los motores RSRM (Redesigned Solid Rocket Motors), formados por cinco segmentos de combustible (los RSRM derivan de los SRB del shuttle, que tenían cuatro segmentos).
Con una longitud de 54 metros, son los cohetes de combustible sólido más grandes y potentes jamás construidos para un lanzador operativo, capaces de generar 725,8 toneladas de empuje cada uno. Proporcionan el 75% del empuje durante los dos primeros minutos de vuelo del SLS y funcionan durante 126 segundos. A diferencia de los SRB del transbordador, los SRB del SLS no son reutilizables y no se recuperarán en esta misión.
La segunda etapa ICSPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) tiene una longitud de 13,7 metros y un diámetro de 5,1 metros. Emplea un motor RL10B-2 de Aerojet Rocketdyne de 11,2 toneladas de empuje. Ha sido construida por ULA a partir de la etapa DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) del cohete Delta IV (se ha alargado el depósito de hidrógeno y añadido tanques de hidrazina para control de orientación, entre otros cambios). El adjetivo de interim se debe a que en su momento se consideró una opción de compromiso hasta que estuviese disponible la EUS (Exploration Upper Stage), una etapa mucho más potente que permitirá que el SLS Block 1B pueda colocar más de 105 toneladas en órbita baja (está previsto que el SLS Block 1B debute en la misión Artemis IV en 2027).
Por último, el adaptador OSA (Orion Stage Adapter) une la etapa ICPS con la nave Orión. Adaptador OSA que une la etapa ICPS con la nave Orión. El sistema SLS/Orión emplea las mismas instalaciones que el transbordador espacial: la rampa 39B y el mítico edificio de ensamblaje VAB (Vehicle Assembly Building) del Centro Espacial Kennedy (la rampa 39A está actualmente controlada por SpaceX). El cohete se ha integrado en la High Bay 3 del VAB y se ha trasladado a la rampa sobre la plataforma de lanzamiento móvil ML (Mobile Launcher), que incluye la torre con umbilicales y brazo de acceso de la tripulación, con una altura total de 122 metros.
El conjunto SLS/Orión y la ML se traslada a la rampa mediante el transporte oruga CT-2 (Crawler Transporter 2), que fue construido para el programa Apolo y se empleó con el shuttle. La carga útil principal del SLS en la misión Artemisa I es la nave Orión, formalmente denominada MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle). Se trata de una nave de la NASA que tiene como contratista principal a Lockheed Martin.
El conjunto MPCV incluye la torre de escape LAS, la cápsula Orión o Módulo de Tripulación (CM), el Módulo de Servicio Europeo (ESM), el adaptador que une el CM con el ESM, el cono adaptador SAC (Spacecraft Adapter Cone) que une la nave con el OSA de la segunda etapa ICPS y los paneles desechables SAJ que rodean al módulo de servicio. La nave Orión es capaz de permanecer 21 días en el espacio con una tripulación de cuatro personas sin acoplarse a ninguna estación espacial o módulo lunar.
Orión (la cápsula CM más el Módulo de Servicio) tiene una masa total de 25,85 toneladas, una longitud de 7,3 metros y un diámetro de 5,2 metros, con una envergadura de 19 metros con los 4 paneles solares desplegados. La cápsula (Crew Module) de esta misión es el CM-002 -el primer CM, el CM-001, fue el de la misión EFT-1 de 2014- y tiene una masa de 10,4 toneladas, un diámetro de 5,2 metros y una altura de 3,3 metros. Es la mayor cápsula tripulada jamás construida y su forma general es idéntica al módulo de mando del Apolo, con un ángulo de 57,5º.
Su parte central es el segmento presurizado, formado por 7 piezas de una aleación verdosa de aluminio-litio soldadas entre sí. La cápsula lleva cuatro ventanas, una escotilla de acceso lateral para la entrada de la tripulación en la rampa y una escotilla frontal que comunica con el túnel de acoplamiento (el túnel se usará por primera vez en la misión Artemisa III). El escudo térmico trasero, de 5 metros de diámetro, es el mayor que se haya construido para una cápsula espacial -obviamente, el del shuttle o las lanzaderas del programa Burán eran más grandes- y está formado por 186 bloques de material ablativo Avcoat basado en el material empleado en las naves Apolo, unido a una estructura de titanio (cada bloque tiene una forma única). El escudo debe ser capaz de soportar 2760 ºC durante la reentrada.
La parte frontal de la cápsula está cubierta por 1300 losetas de sílice derivadas de las empleadas en el escudo térmico del transbordador espacial. Las losetas se hallan cubiertas por una capa de aluminio para protegerlas, una capa que le da a la cápsula un aspecto reluciente. El CM dispone de 12 propulsores MR-104G de Aerojet Rocketdyne a base de hidrazina para orientar la cápsula tras la separación del módulo de servicio y durante la reentrada (cada uno con un empuje de 712 newton). El CM tiene un volumen de 19,56 metros cúbicos, de los cuales son habitables 8,95 metros cúbicos. Aunque en esta misión no lleva tripulación, el CM puede acomodar a un máximo de cuatro astronautas.
La nave Orión incorpora dos ordenadores de gestión de vuelo, cada uno de ellos formado a su vez por un módulo de ordenadores de vuelo o FCM (Flight Computer Module), un módulo de control de comunicaciones y un módulo de control de representación de datos para los astronautas. Cada uno de los 4 FCM es totalmente redundante y se conectan con el resto de sistemas a través de 8 unidades PDU (Power and Data Units). Para el descenso, la cápsula lleva un total de 11 paracaídas que comienzan a desplegarse a 8 kilómetros de altitud. Primero se despliegan 3 paracaídas pequeños que separan las cubiertas de los paracaídas, seguidos de 2 paracaídas guías que estabilizarán la cápsula antes de desplegar 3 paracaídas pilotos.
Estos serán además los encargados de tirar de los 3 paracaídas principales. Cada paracaídas principal está elaborado en nylon y kevlar y tiene una longitud de 67 metros, un diámetro de 35 metros y un peso de 120 kg. Nave Orión de Artemisa I. El Módulo de Servicio (SM, Service Module) incluye el Módulo de Servicio Europeo (ESM, European Service Module) y el adaptador con la cápsula o CMA (Crew Module Adapter). El ESM, de 4,9 toneladas y 4 metros de largo, ha sido proporcionado por la Agencia Espacial Europea (ESA) e incluye cuatro paneles solares derivados de la nave de carga ATV a la ISS, así como tanques de agua potable (240 litros), oxígeno (90 kg) y nitrógeno (30 kg), además del sistema de propulsión del vehículo.
Cada panel solar tiene 7 metros de longitud y está dividido en tres secciones de 2 x 2 metros. Los 4 paneles generan 11,2 kilovatios de potencia eléctrica y alimentan 4 baterías situadas en la cápsula que se encargan de suministrar una corriente a 120 voltios a los sistemas de la nave (en los extremos de los paneles hay una serie de cámaras para enviar imágenes de la nave Orión en el espacio profundo). El ESM se halla rodeado durante el lanzamiento por tres paneles protectores SAJ (Spacecraft Adapter Jettison panels). El ESM de Artemisa I, el ESM-001, ha sido construido por Airbus y se ha bautizado como «Bremen».
El sistema de propulsión del ESM integra 33 motores, incluyendo el motor principal, 8 motores auxiliares y 24 motores de control de posición. El motor principal OME (Orion Main Engine) es en realidad un propulsor AJ-10 del sistema OMS (Orbital Maneuvering System) del shuttle. Fabricado por Aerojet Rocketdyne, se trata del motor OME-111, que se usó en 19 misiones del transbordador (voló por primera vez durante la misión STS-41G Challenger en 1984) y tiene un empuje de 2,8 toneladas. La tobera tiene unas dimensiones de 1,91 metros de largo y 1,09 metros de diámetro. Los 8 motores auxiliares son del tipo R4D-11 de Aerojet Rocketdyne, de 50 kgf de empuje, y se emplearán en maniobras de traslación (o como reserva del motor principal), mientras que los 24 motores de posición, que se encuentran agrupados de cuatro en cuatro, están construidos en Europa y derivan de los empleados en el ATV.
12 de estos propulsores son primarios y la otra mitad están de reserva, pero todos tienen un empuje de 220 newton. Como anécdota, los motores R4D fueron empleados originalmente en el módulo de servicio del CSM y del LM del programa Apolo. Para alimentar estos motores, el ESM lleva cuatro tanques de propergoles hipergólicos (MON3 y MMH) de 2000 litros cada uno. Un tanque de helio a 340 atmósferas se encarga de presurizar los tanques de propergoles. La nave Orión con el Módulo de Servicio Europeo.
Cubriendo la nave Orión durante el despegue está el sistema de escape, LAS (Launch Abort System). El LAS de la nave Orión es el sistema de emergencia más potente construido, capaz de generar un empuje de 181,4 toneladas. A diferencia de los sistemas de escape de las naves Crew Dragon o Starliner, se trata de una torre de escape tradicional que emplea 3 motores de combustible sólido de 5,2 metros de largo y 1 metro de ancho cada uno que pueden alejar la cápsula del SLS en caso de emergencia durante el lanzamiento. Los motores principales han sido construidos por Northrop Grumman, al igual que el motor de control de actitud, de 3,2 toneladas de empuje, que debe orientar el conjunto LAS/Orión durante un aborto. Por último, el sistema LAS lleva el motor de separación o JM (Jettison Motor), de 1,8 toneladas de empuje, construido por Aerojet Rocketdyne. Para la misión Artemisa I solo este último motor estará operativo, mientras que el resto serán modelos inertes al no llevar astronautas.
El cohete SLS nació en 2011 por las presiones del Congreso de los EE.UU. después de que la administración Obama cancelase el programa Constelación un año antes. El SLS era un lanzador mucho más pequeño que el Ares V del programa Constelación, por lo que es vital que su diseño sea robusto y seguro para evitar la necesidad de abortar misiones.
En resumen, "abortar misión" es una decisión crítica que se toma en situaciones de emergencia durante la exploración espacial. El caso del Apolo 11 demuestra la importancia de la preparación y la capacidad de resolver problemas técnicos para garantizar el éxito de una misión. Con el programa Artemisa, la NASA busca regresar a la Luna y establecer una presencia sostenible, lo que requerirá tecnologías aún más avanzadas y protocolos de seguridad rigurosos.