La compleja maniobra que SpaceX debe dominar para llevar astronautas a la Luna en 2028

El regreso de astronautas a la Luna depende de una maniobra que todavía no cuenta con una demostración completa en el espacio: el reabastecimiento orbital de combustible. Para que la Starship de SpaceX funcione como módulo de alunizaje en Artemis IV, la empresa necesitará una sucesión de despegues previos, naves cisterna, acoplamientos y transferencias de propulsante antes de que la tripulación suba a bordo de la cápsula Orion.

La pregunta parece directa: ¿cuántos lanzamientos harán falta? Pero su respuesta cambia según la capacidad real de cada Starship cisterna, la cantidad de combustible que transfiera en cada encuentro y el perfil de vuelo final que apruebe la NASA. Las cifras públicas oscilan entre seis y ocho vuelos, según Elon Musk, y hasta 22 operaciones de reabastecimiento, de acuerdo con una estimación presentada ante un panel asesor de seguridad aeroespacial.

Una auditoría de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental de Estados Unidos, conocida como GAO, calculó en 2021 que la arquitectura lunar de SpaceX podía requerir hasta 16 lanzamientos. Esa estimación surgió antes de los últimos ajustes de la misión y no equivale a un número definitivo. La propia NASA aún no precisó cuántas naves cisterna despegarán para Artemis IV.

El margen entre las estimaciones muestra el alcance del desafío. Starship será el vehículo que transporte a dos astronautas desde la órbita lunar hasta la superficie y de regreso a la nave Orion. Sin embargo, el módulo de alunizaje no partirá de la Tierra con todo el combustible necesario para completar esa secuencia. Primero deberá cargar propulsante en el espacio.

La razón responde a la masa. Un vehículo espacial necesita una gran reserva de combustible para abandonar la gravedad terrestre, viajar a la Luna, frenar antes del descenso, despegar desde la superficie y realizar nuevas maniobras orbitales. Transportar toda esa reserva desde la plataforma de lanzamiento reduciría de forma drástica el margen disponible para la carga útil y la tripulación.

SpaceX plantea una solución basada en varias Starship. Algunas naves funcionarán como cisternas y otras como depósitos. Cada lanzamiento sumará propulsante a una reserva situada en órbita terrestre baja. Luego, el módulo lunar recibirá ese combustible en etapas antes de partir hacia una órbita más alta, donde recibirá una última carga.

La misión Artemis IV no comenzará con los astronautas como protagonistas. Antes del despegue del cohete SLS, SpaceX deberá establecer en órbita una infraestructura temporal que permita reunir el propulsante. El plan contempla un primer lanzamiento de una Starship depósito hacia la órbita terrestre baja, a unos cientos de kilómetros sobre el planeta.

Después despegarán las Starship cisterna. Cada una deberá encontrarse con el depósito, acoplarse y transferir parte de su carga. El diagrama presentado por la NASA identifica esa etapa con la indicación “múltiple”, sin un número específico de vuelos. Allí se concentra la principal incertidumbre de la operación.

Cuando el depósito alcance el nivel de carga requerido, SpaceX lanzará la Starship que cumplirá la función de módulo de aterrizaje lunar. Esta nave se acoplará con el depósito y recibirá una primera transferencia de combustible. Esa carga no será suficiente para el itinerario completo, pero permitirá que el vehículo ascienda hacia una órbita superior.

El número final depende de dos cargas de combustible en órbita

La segunda parte del plan introduce una configuración poco habitual. Tras separarse del depósito inicial, el módulo lunar ascenderá a una trayectoria que la NASA denomina órbita de reabastecimiento final, o FTO por su nombre en inglés. En ese punto, Starship aguardará una nueva entrega de propulsante antes del encuentro con Orion.

Mientras el módulo lunar se dirige a esa órbita, una nueva serie de Starship cisterna completará la reserva del depósito. Después, ese depósito también modificará su trayectoria hasta encontrarse con la nave de alunizaje. Ambos vehículos se acoplarán por segunda vez para ejecutar la carga final.

La secuencia eleva el número total de vuelos porque no basta con lanzar el módulo lunar y la nave depósito. También hacen falta las Starship que trasladarán el propulsante desde la Tierra. Si Musk acierta con su cálculo de entre seis y ocho lanzamientos, ese total debería abarcar el depósito, el módulo lunar y las cisternas. Si se impone la proyección más exigente, el número podría superar con amplitud una decena de lanzamientos.

La distancia entre ambas posibilidades responde a varios factores técnicos. Uno es la cantidad de propulsante que cada Starship cisterna puede entregar tras llegar a órbita. Otro es el combustible que consume cada nave durante el ascenso, el acoplamiento y las maniobras previas a la transferencia. También influye la eficiencia del sistema de bombeo de propelentes criogénicos, que operan a temperaturas muy bajas.

El reabastecimiento de metano líquido y oxígeno líquido fuera de la Tierra presenta dificultades que no existen en tierra. En microgravedad, los líquidos no se depositan naturalmente en el fondo de un tanque. Las naves necesitan sistemas de control y propulsión que ubiquen el combustible en la posición adecuada para que las bombas puedan trasladarlo entre depósitos.

Además, las transferencias deben evitar pérdidas por evaporación y deben conservar condiciones estables durante cada acoplamiento. Una operación aislada ya supone una prueba compleja. Artemis IV requerirá repetirla varias veces, con una coordinación precisa entre lanzamientos, trayectorias orbitales y ventanas de vuelo.

La arquitectura de dos cargas ofrece, de todos modos, una ventaja para el calendario. La NASA puede lanzar el SLS y a los cuatro integrantes de Artemis IV cuando Starship complete su abastecimiento final, sin exigir que todos los vuelos previos coincidan en un único momento. Esa flexibilidad busca reducir la exposición de la tripulación a retrasos dentro de la secuencia orbital.

El diseño también modifica el destino de Orion y Starship. En versiones anteriores del programa, el encuentro entre ambas naves debía producirse en una órbita lunar más alta. El esquema actual prevé que Starship transporte a Orion hasta una órbita lunar baja. La NASA sostiene que esa modificación reducirá el combustible necesario para el viaje.

Orion llevará a cuatro astronautas, pero solo dos bajarán a la superficie lunar

La cápsula Orion despegará desde el Centro Espacial Kennedy, en Florida, a bordo del Sistema de Lanzamiento Espacial, conocido como SLS. La misión llevará a cuatro astronautas hacia una órbita terrestre alta, donde encontrarán a Starship tras su última carga de combustible.

Las dos naves viajarán unidas hasta la Luna. Una vez en órbita lunar baja, dos integrantes de la tripulación permanecerán en Orion y otros dos pasarán a Starship para iniciar el descenso. El módulo de SpaceX aterrizará en la superficie lunar, donde los astronautas realizarán las actividades previstas por la misión.

Al concluir la estadía, los dos astronautas despegarán en Starship para regresar a la órbita lunar. Allí volverán a acoplarse con Orion y se reunirán con sus compañeros. La cápsula de la NASA iniciará después el viaje de vuelta a la Tierra.

La agencia modificó el cronograma de Artemis y fijó una prueba orbital para Artemis III en 2027. Esa misión tampoco llegará a la Luna, pero ensayará encuentros y acoplamientos entre Orion, una versión de prueba del módulo Blue Moon de Blue Origin y una Starship de nueva generación.

El objetivo consiste en validar las operaciones de proximidad entre naves antes de enviar una tripulación a la superficie lunar. La NASA planea una misión de 14 días en órbita terrestre. Primero, Blue Origin enviará su prototipo Blue Moon; luego despegarán el SLS y Orion; por último, SpaceX lanzará su prototipo Starship.

La prueba permitirá verificar cómo se conectan los tres vehículos y cómo se organiza el traslado de astronautas entre ellos. La agencia busca identificar fallas de procedimientos, comunicaciones o compatibilidad antes de autorizar una maniobra similar en la ruta lunar.

En paralelo, Blue Origin desarrolla su propio módulo de alunizaje, Blue Moon Mark 2. Su propuesta no depende de una cadena de Starship cisterna. La compañía plantea el uso de etapas de transferencia en órbita terrestre para impulsar el módulo hacia la Luna. Después, Blue Moon debería encontrarse con Orion en una órbita lunar cercana y descender con parte de la tripulación.

La presencia de dos proveedores responde a la intención de la NASA de evitar una dependencia exclusiva de un solo sistema. Si SpaceX no demuestra el reabastecimiento orbital o no completa un alunizaje no tripulado dentro de los plazos, Blue Origin podría ganar un rol central en Artemis IV, siempre que cumpla los requisitos técnicos y de calendario.

El administrador de la NASA, Jared Isaacman, resumió la prioridad del programa: “Esta es una NASA con mucha energía, y estas actualizaciones son solo una pequeña parte de esa historia. Estamos poniendo un foco extremo en la misión para garantizar resultados que cambien el mundo tan rápida, segura, asequible y exitosamente como sea posible”.

Isaacman también señaló: “La NASA está impulsando resultados para hacer realidad las misiones a la Luna, y no estamos esperando que otros nos presenten sus planes: la campaña debe avanzar con urgencia mientras competidores estratégicos buscan una presencia permanente más allá de la Tierra”.

La agencia también estudia dos alternativas para la etapa superior del SLS: la etapa criogénica provisional actual y una variante extendida del Centaur V, fabricada por United Launch Alliance. El propósito es sostener el calendario aun si una opción técnica enfrenta dificultades.

Artemis IV mantiene como meta un alunizaje tripulado en 2028. Antes de esa fecha, SpaceX deberá resolver una pregunta concreta con pruebas en órbita: cuántas Starship cisterna necesita lanzar, acoplar y vaciar para que una nave lunar llegue cargada de combustible al encuentro con los astronautas.