Regreso a la Luna: los retos que enfrentan los astronautas de Artemis II

“Estamos a 66 800 kilómetros de la Luna”, dice el astronauta Reid Wiseman, comandante de Artemis II, la próxima misión de la NASA para regresar a la Luna. Wiseman y sus compañeros astronautas están sometidos a una gran presión. Están sentando las bases para una misión que llevará a los astronautas a la superficie lunar por primera vez en más de 50 años.

Pero ahora mismo no hay tensión en la voz de Wiseman. Está relajado y cómodo, vestido con una camisa azul de manga larga con la palabra “ARTEMIS” estampada en la parte delantera. Frente a él hay una serie de pantallas de cristal, rodeadas de interruptores y luces que le muestran el estado de la nave espacial Orion, que llevará a Wiseman y a otros tres compañeros en un viaje alrededor de la Luna.

Hay cinco ventanas en el módulo de mando de la cápsula Orion, el mismo número que tenía el Apolo. Al mirar a través de ellas, Wiseman no ve la inmensa vacuidad del espacio, ni vislumbres de la Tierra o la Luna. En cambio, ve una vista simulada de un campo de estrellas. El astronauta se encuentra en una de las muchas maquetas de la cápsula Orion, practicando una parte de la misión, tratando de comprender a qué se enfrentará cuando Artemis II sea lanzada el próximo año.

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Cuatro astronautas (el comandante Wiseman, el piloto Victor Glover y los especialistas de misión Christina Koch y Jeremy Hansen, de la Agencia Espacial Canadiense) han practicado todos los aspectos de esta misión desde que fueron anunciados como tripulación en mayo de 2023. Comenzaron oficialmente su entrenamiento un mes después. Desde entonces, han aprendido a manejar los trajes espaciales que podrían mantenerlos con vida hasta 144 horas si se produjera una pérdida de atmósfera en la cápsula.

Han realizado innumerables simulaciones para comprender todo lo que podría salir mal, desde fallas en los motores hasta un inodoro roto. Una vez, durante una simulación de 30 horas, Glover decidió dormir en el simulador de la cápsula Orion en lugar de dirigirse a los camarotes de la tripulación con los otros tres astronautas. “Este vehículo, el sistema de soporte vital, tiene una especie de sonido de latido”, explicó Glover a National Geographic. Quería experimentar cómo era dormir en ese entorno.

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En 2022, Artemis I probó los sistemas terrestres, el cohete y la nave espacial sin tripulación. Ahora, Artemis II está lista para enviar humanos alrededor de la Luna. Esta tripulación viajará más lejos que ningún otro ser humano lo haya hecho antes.

Y ahora, ya casi está aquí. La fecha oficial de lanzamiento es abril de 2026 (aún no se ha elegido un día concreto), aunque la NASA está trabajando discretamente para que sea el 5 de febrero. 

La misión despegará en el Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS, por sus siglas en inglés), un megacohete de la NASA diseñado específicamente para el programa Artemis que llevará a los astronautas a la órbita terrestre. Después de que el cohete se separe, el motor principal de Orión pondrá a la nave espacial en una larga trayectoria alrededor de la Luna. Con una duración prevista de casi 10 días, Artemis II no alunizará en la superficie. Esa hazaña está reservada para Artemis III, actualmente prevista para mediados de 2027.

“Cada día que pasa se siente más y más real, más y más posibilidades de llevar a cabo la misión real con la gente real con la que vamos a estar”, comentó Koch en una conferencia de prensa a principios de agosto.

A medida que se acerca la fecha de lanzamiento, Glover le dice a National Geographic que está totalmente enfocado en la misión. “Para mí, los sentimientos pueden ser una distracción”, comenta cuando se le pregunta qué tan emocionado está. “Vuelve a hacerme esa pregunta cuando hayamos completado la misión y te daré todas las respuestas emotivas”.

Pero, ¿por qué es tan importante Artemis II, a pesar de que no incluye un alunizaje? En pocas palabras: marcará el inicio de una era completamente nueva en la exploración humana del cosmos.

El objetivo del programa Apolo era llevar al ser humano a la superficie lunar. No estaba diseñado para mantenernos allí. “A diferencia del Apolo, esta vez que vamos a la Luna queremos quedarnos”, afirma Lori Glaze, administradora adjunta en funciones de la Dirección de Misiones de Desarrollo de Sistemas de Exploración de la NASA. “Queremos poder tener una presencia sostenida en la Luna. Queremos poder volver una y otra vez durante años, aprender realmente a vivir y trabajar en este entorno que está un poco más lejos de la Tierra”.

Artemis II es el siguiente paso.

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Artemis I y II son vuelos de prueba para un nuevo capítulo de la exploración humana

Artemis, la hermana de Apolo en la mitología griega, lleva décadas en preparación. Sus semillas se sembraron en 2004 con lo que entonces se denominó el programa Constellation. Fue entonces cuando comenzó el desarrollo de Orion y SLS en un esfuerzo por regresar a la Luna. Constellation fue finalmente cancelado en 2011. Pero el trabajo en SLS y Orion no se descartó por completo. Cuando se anunció Artemis en 2017 como parte del programa Luna a Marte de la NASA, se les dio un nuevo propósito.

La primera misión del programa, Artemis I, despegó el 16 de noviembre de 2022. El vuelo no tripulado para probar el equipo fue, en general, un éxito. Desde los primeros momentos atronadores del despegue hasta la separación de su segunda etapa de la cápsula Orion en la órbita terrestre, el SLS cumplió o superó todas las expectativas de la NASA.

Orion fue otra historia: surgió un problema inesperado con el escudo térmico de la cápsula.

Orion es una cápsula con forma de cono que gira su extremo romo hacia la atmósfera terrestre durante la reentrada. Allí se encuentra el escudo térmico, fabricado con un material llamado Avcoat. Está diseñado para desprenderse de la nave espacial. Literalmente, absorbe el calor de la reentrada al derretirse, protegiendo la nave y a la tripulación del interior de temperaturas extremas.

Al menos, así es como se supone que funciona un escudo térmico ablativo. Pero después de Artemis I, los ingenieros observaron que, en lugar de experimentar una ablación suave, el escudo térmico estaba carbonizado y se había desprendido en trozos. Incluso había algunos agujeros en él.

Este descubrimiento provocó directamente el retraso del lanzamiento de Artemis II, que estaba previsto inicialmente para septiembre de 2025 como muy pronto. “Siempre que se habla de fuego, siempre que se habla de entrada y escudos térmicos, se habla de paracaídas, se trata de elementos de alto riesgo que no tienen tolerancia a fallos incorporada”, dijo Glover en una conferencia de prensa en agosto. “Tienen que funcionar”.

Sin duda, si los astronautas hubieran estado a bordo del Orion en la misión Artemis I, habrían estado perfectamente bien. Ni siquiera habrían notado el aumento de la temperatura en la cabina. Pero debido a la historia de la NASA con los desastres del Challenger y el Columbia, la cultura de seguridad de la agencia exigía que los investigadores comprendieran la causa raíz.

La NASA finalmente resolvió el problema tras varios meses de pruebas prácticas con el material Avcoat, estudiándolo en túneles de viento hipersónicos e instalaciones de calentamiento.

En pocas palabras, el material ablativo del escudo térmico era demasiado impermeable, lo que provocó una acumulación de presión interna durante la trayectoria de reentrada única de Artemis I. 

La entrada por rebote es un proceso que consiste en entrar en la atmósfera, salir de ella y volver a entrar, como una piedra que rebota en la superficie de un estanque. Artemis I fue la primera misión que intentó esta maniobra; su principal ventaja es la capacidad de reducir la enorme velocidad que implica el regreso a la Tierra desde la Luna. También permite a Orion viajar más lejos una vez que entra en la atmósfera terrestre, lo que facilita alcanzar un objetivo de amerizaje preciso. Entre los saltos atmosféricos, se acumularon gases dentro del material Avcoat, lo que provocó el agrietamiento del escudo térmico.

Después de todas las pruebas, la NASA determinó que Artemis II era seguro para volar con su escudo térmico actual, pero decidió utilizar una trayectoria loft modificada en lugar de omitir la entrada. El director del programa Orion, Howard Hu, asegura que ahora está “absolutamente” seguro de que el escudo térmico de Artemis II funcionará como se espera, debido a la reducción de la tensión y del calor de reentrada.

Pero los ingenieros también tuvieron que resolver otros problemas. Las pruebas realizadas para Artemis II revelaron que algunas de las baterías de la cápsula Orión no habrían sido capaces de soportar una situación de aborto. Además, se produjeron fallos en algunos de los circuitos de las válvulas de la cápsula, lo que obligó a sustituirlos.

Estos problemas ponen de relieve la importancia de las misiones Artemis I y II: su objetivo es resolver los problemas que podrían surgir durante un futuro alunizaje.

“Se trata de vuelos de prueba”, explica Glaze. “Creo que es fundamental que la gente comprenda que nuestros primeros vuelos sirven realmente para probar y comprobar los sistemas que necesitamos para llevar a nuestra tripulación a la Luna y, en última instancia, a Marte”.

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Comprender cómo afecta el viaje espacial a los astronautas de Artemis será clave para una futura misión a Marte

No sabemos exactamente cuándo se lanzará Artemis II. Un vuelo como este depende en gran medida de que todo salga exactamente como se espera, desde la salud de la tripulación hasta el rendimiento del hardware y el software, pasando por las condiciones meteorológicas. Podría despegar durante las horas de luz de la mañana o, tal vez, como Artemis I, surcar el cielo en plena noche.

Pero lo que sucederá después ya está decidido: tras el despegue exitoso desde la plataforma 39B del Centro Espacial Kennedy en Florida, la primera etapa del enorme cohete SLS se separará de la nave espacial. Orion orbitará la Tierra dos veces, primero en una órbita más baja de 90 minutos y luego se desplazará a una órbita más alta, momento en el que se desprenderá de la segunda etapa del cohete SLS.

Durante casi 24 horas, el Control de la Misión y la tripulación comprobarán los sistemas de Orión y se asegurarán de que todo funciona según lo previsto, desde el soporte vital hasta las pruebas de comunicaciones. Una vez completado esto, los astronautas realizarán una combustión del motor principal del módulo de servicio de Orión para colocar la nave espacial en una trayectoria de onda alrededor de la Luna.

Artemis II tardará aproximadamente cuatro días en llegar a la Luna y otros cuatro días en regresar a casa. Durante este tiempo, los astronautas seguirán evaluando los sistemas de la nave espacial y practicando los procedimientos de emergencia.

Sus cuerpos también serán sometidos a pruebas para comprender mejor los efectos que la exploración espacial tiene sobre ellos. “Consideramos al ser humano como uno de los sistemas del vehículo”, indica Steven Platts, científico jefe del Programa de Investigación Humana, cuyo objetivo es proteger la salud de los astronautas en el espacio. “La máquina más compleja que participa en la misión es el ser humano. Y necesitamos comprender ese sistema tan bien como comprendemos cualquier otro sistema”.

Los vuelos espaciales pueden afectar a la salud humana de múltiples maneras. La coordinación mano-ojo, la orientación espacial, la vista, la densidad ósea y la masa muscular pueden disminuir. Los ritmos circadianos pueden verse interrumpidos y los efectos psicológicos de vivir en un entorno pequeño y aislado pasan factura.

La cápsula en la que vivirán los astronautas durante la misión a la Luna

La cápsula Orion solo tiene unos 9.3 metros cúbicos de espacio habitable. Es muy pequeña: aproximadamente el espacio de carga de una furgoneta Sprinter, y va a albergar a cuatro astronautas que tendrán que vivir, trabajar y dormir allí durante casi 10 días. Eso en sí mismo es un experimento científico: ¿cómo se las arreglarán estos astronautas en un espacio tan reducido?

“Tenemos tres experimentos diferentes a bordo en los que participarán los astronautas”, dice Platts. (“Los cuatro astronautas se han apuntado a realizar nuestros tres experimentos”, continúa Platts. “Toda la investigación con seres humanos es completamente voluntaria”).

Uno de ellos es una serie de encuestas para determinar el bienestar psicológico y los patrones de sueño en este entorno tan reducido. Es una preocupación constante en los viajes espaciales, pero dado que Artemis II es el primer viaje que los astronautas realizarán fuera de la órbita terrestre desde 1972, estos datos de referencia son especialmente importantes. La NASA lleva años realizando simulaciones en entornos cerrados aquí en la Tierra porque desde hace mucho tiempo le interesan las implicaciones psicológicas de los viajes espaciales de larga distancia, pero Artemis II es una oportunidad de oro para obtener esos datos desde el espacio.

Otros dos experimentos evaluarán cómo el espacio cambia la fisiología de los astronautas. Los científicos tomarán muestras de sangre y saliva húmeda antes y después de la misión para examinar biomarcadores y hormonas. Durante el vuelo, los astronautas tomarán muestras de saliva seca, lo que implica el uso de un papel secante especial almacenado en un pequeño cuaderno. Los científicos pueden rehidratar las muestras de la misión y compararlas con las muestras previas y posteriores.

La tripulación también realizará una carrera de obstáculos antes y después del vuelo para evaluar las alteraciones en el control del equilibrio de los astronautas tras un periodo prolongado en un entorno de microgravedad, comprobando todo, desde la coordinación mano-ojo hasta la pérdida de estabilidad. Platts está especialmente entusiasmado con esto, ya que será la primera vez que el experimento se realice con astronautas que han viajado fuera de la órbita terrestre.

“La carrera de obstáculos ayudará a imitar lo que podría suceder cuando la tripulación tenga que salir de un vehículo”, explica. “Esto es con vistas a futuras misiones lunares e incluso a misiones a Marte, cuando tengan que salir del vehículo por su cuenta sin la ayuda de todo este equipo de tierra que tenemos aquí en la Tierra”. 

Una de las cuestiones que Platts está estudiando específicamente son los cambios físicos que experimentan los astronautas al pasar de la gravedad de la Tierra a la microgravedad del espacio y, posteriormente, a la Luna, que tiene una gravedad seis veces menor que la de la Tierra. La NASA sabe lo que ocurre durante esa primera transición gracias a su amplia experiencia en la órbita terrestre baja. Sin embargo, estas pistas de obstáculos proporcionarán una base de referencia para lo que vendrá después.

En su punto más lejano, los astronautas del Artemis II viajarán entre 5000 y 9000 millas náuticas más allá de la cara oculta de la Luna (la cifra real depende de la fecha de lanzamiento), rodeándola en forma de ocho en una trayectoria de retorno libre.

Esa distancia es importante, ya que allí los astronautas no están tan protegidos de la radiación por el campo magnético de la Tierra. La exposición a la radiación puede aumentar el riesgo de cáncer y otras enfermedades degenerativas. Puede que no sea un problema para vuelos cortos, como el Artemis II, pero los riesgos aumentarán en el futuro a medida que las misiones a la Luna, o incluso a Marte, se alarguen. 

“Artemis II nos permitirá obtener algunos de los primeros datos biológicos humanos sobre la radiación del espacio profundo”, celebra Lisa Carnell, directora de la División de Ciencias Biológicas y Físicas de la NASA. “Es la primera vez que se pueden obtener datos sobre personas sanas y comprender realmente lo que ocurre en un entorno con radiación”.

Además de los astronautas, la NASA también está equipando Artemis II con AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response), unos chips de tejido humano en 3D del tamaño de una memoria USB fabricados especialmente para este fin. “Se trata de una mini réplica de un órgano humano”, explica Carnell.

Estos chips de tejido humano contienen cultivos celulares que se han cultivado especialmente para modelar la estructura y la función de partes específicas de los órganos humanos. Pueden latir como un corazón o respirar como los pulmones. “Y los vamos a enviar con la tripulación para ver qué sucede en un entorno con radiación”, explica Carnell. En concreto, Artemis II volará con AVATAR de médula ósea, que es extremadamente sensible a la exposición a la radiación.

Una vez que comprendan cómo responderá cada astronauta a las rigurosas condiciones de los viajes espaciales, Carnell y su equipo podrán crear lo que ella denomina un “kit médico personalizado” para cada astronauta, con el fin de ayudarles a contrarrestar los efectos de la radiación. Esta es solo una de las formas en que Artemis II allanará el camino para la exploración de Marte.

¿Qué pueden hacer los humanos que las cámaras no pueden? Percibir el color de la Luna

¿Pero cuál es el gran atractivo de Artemis II? Observar la superficie lunar, por supuesto.

La tripulación podrá ver partes de la Luna que los humanos no han visto antes; hasta el 60 % de la vista de la cara oculta puede ser única, apunta Wiseman. En comparación con las misiones Apolo, esta tripulación también verá una vista más alejada de la Luna, ya que su órbita será mucho más alta.

Sin embargo, solo tendrán tres horas para realizar observaciones lunares. Pero la responsable científica lunar de Artemis II, Kelsey Evans Young, y su compañero científico Noah Petro están preparando tantas observaciones científicas como pueden en ese breve tiempo.

Petro ha trabajado en el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), además de su papel en el equipo científico de Artemis. Lanzado en 2009, el LRO lleva más de una década tomando imágenes de la superficie de la Luna y cartografiando toda su superficie. Pero, aun así, afirma que observar la Luna de cerca con los ojos humanos podría proporcionarnos importantes conocimientos científicos.

El ojo humano puede ver sutiles variaciones de color y textura que no son necesariamente evidentes en la cámara, y eso es precisamente lo que Petro espera que observen los astronautas. “Cada astronauta percibe la Luna de forma diferente. Cada globo ocular humano es diferente”, dice Petro. “Tenemos cuatro tripulantes que participarán en Artemis II. Cada uno de ellos puede detectar el color de forma diferente”.

Los científicos no esperan que los astronautas de Artemis II hagan ningún descubrimiento importante. En cambio, esperan utilizar los conocimientos sobre cómo perciben los astronautas los colores en la Luna para ayudar a orientar a los futuros exploradores. 

“Al llevar a la Luna ojos humanos bien entrenados, tenemos la oportunidad de ver cosas que se nos han escapado”, aclara Petro. “Ningún científico planetario debería pensar jamás que tenemos un conocimiento completo y sólido de la superficie de cualquier planeta solo porque la hayamos cartografiado [con robots]. Tenemos los datos, pero son los humanos los que deben interpretarlos”.

¿Por qué volvemos a la Luna?: para comprendernos a nosotros mismos y al universo

En 1968, el Apolo 8 tuvo un propósito similar al de Artemis II. Fue un vuelo de prueba para el eventual alunizaje del Apolo 11. Sus astronautas fueron los primeros humanos en orbitar la Luna. Jim Lovell, piloto de esa misión y último miembro superviviente de la tripulación, falleció recientemente en agosto. A medida que se acerca la fecha de lanzamiento de Artemis II, Petro ha estado reflexionando sobre el legado de esa misión y lo mucho que hemos aprendido desde entonces.

El Apolo 8 nos enseñó cómo enviar humanos a la Luna y traerlos de vuelta a casa sanos y salvos. Lovell, Frank Borman y William Anders fueron los primeros humanos en ver la cara oculta de la Luna. Al describir lo que vieron, estos astronautas sentaron las bases para los futuros alunizajes. Esta misión también nos trajo la famosa imagen del amanecer terrestre, con la Tierra azul elevándose sobre la superficie lunar gris y sin vida, lo que nos dio una perspectiva completamente nueva de nuestro lugar en el universo.

Todavía hay muchas preguntas sin respuesta sobre la Luna. Las más profundas son las relacionadas con nuestra historia cósmica. La superficie lunar es inmutable, lo que significa que, al explorarla, los científicos pueden empezar a comprender cómo era nuestro planeta hace miles de millones de años.

Sin embargo, hay más que solo historia. Los científicos quieren saber si los cráteres polares en sombra de la Luna realmente contienen hielo de agua. O si los tubos de lava lunares son buenos lugares para construir asentamientos subterráneos, protegidos de la radiación. 

Hay numerosas preguntas sobre el suelo lunar, llamado regolito: ¿Se pueden extraer recursos vitales de él? ¿Se puede utilizar para construir un puesto avanzado sostenible? En última instancia, la NASA quiere aprender cómo los humanos pueden sobrevivir, e incluso prosperar, en el espacio exterior. Y la Luna es una maestra.

“A medida que sabemos más, nuestras preguntas aumentan, pero también lo hace nuestra ignorancia”, sostiene Petro. “Tenemos tantas suposiciones que sabemos que se demostrará que son erróneas. Y por eso vamos, ¿no? Si supiéramos todo sobre la Luna, no tendríamos ningún interés en volver”.