Los planificadores de misiones de la NASA y el Centro de Operaciones de la ESA (ESOC) han pasado meses debatiendo los pros y los contras de las diferentes órbitas, y ahora hemos decidido el camino del Portal Lunar.

Como la Estación Espacial Internacional, el Gateway será un puesto de avanzada humano permanente y cambiante. Sin embargo, en lugar de dar la vuelta a nuestro planeta, orbitará la luna, actuando como base para astronautas y robots que exploran la superficie lunar.

Como un refugio de montaña, También proporcionará refugio y un lugar para abastecerse de suministros para los astronautas en ruta a destinos más distantes. además de proporcionar un lugar para transmitir comunicaciones y un laboratorio para la investigación científica.

Los equipos de análisis de la misión en ESOC continúan trabajando en estrecha colaboración con socios internacionales para comprender cómo esta elección de órbita afecta los aspectos vitales de la misión, incluido el aterrizaje, encuentro con futuras naves espaciales y escenarios de contingencia necesarios para mantener a las personas y la infraestructura a salvo.

La órbita del halo angelical

La salida, se ha decidido recientemente, seguirá una órbita de halo casi rectilínea, o NRHO.

En lugar de orbitar alrededor de la luna en una órbita lunar baja como Apolo, el Gateway seguirá un camino muy "excéntrico". En es más cercano, Pasará 3000 km de la superficie lunar y en su punto más lejano, 70 000 km. La órbita realmente girará junto con la luna, y como se ve desde la Tierra aparecerá un poco como un halo lunar.

Órbitas como esta son posibles debido a la interacción entre las fuerzas gravitacionales de la Tierra y la Luna. Mientras los dos grandes cuerpos bailan por el espacio, un objeto más pequeño puede ser 'atrapado' en una variedad de posiciones estables o casi estables en relación con las masas en órbita, también conocido como libración o puntos de Lagrange.

Estos lugares son perfectos para planificar misiones a largo plazo, y hasta cierto punto dictar el diseño de la nave espacial, lo que puede transportar hacia y desde la órbita, y cuánta energía necesita para llegar y permanecer allí.

Viajando por el camino NRHO, una revolución del Gateway en su órbita alrededor de la luna tomaría aproximadamente siete días. Este período fue elegido para limitar el número de eclipses, cuando la puerta de entrada estaría envuelta por la Tierra o la sombra de la luna.

"Encontrar una órbita lunar para la puerta de entrada no es algo trivial". dice Markus Landgraf, Analista de Arquitectura que trabaja con las actividades de Exploración Humana y Robótica de la ESA.

"Si quieres quedarte allí varios años, la órbita del halo casi rectilínea es ligeramente inestable y los objetos en esta órbita tienen una tendencia a alejarse ".

Para mantener el Gateway en posición, Se requerirán pequeñas maniobras regulares de mantenimiento de posición.

Subir al escenario

Entonces, ¿por qué esta órbita? El factor limitante fundamental al mover partes de la Tierra, a una base lunar potencial y la superficie de la luna, es energía.

"En los vuelos espaciales tripulados, no volamos ni uno solo, nave espacial monolítica, "explica Florian Renk, analista de misiones en la División de Dinámica de Vuelo de ESOC.

"En cambio, volamos pedazos y pedazos, juntando partes en el espacio y pronto en la superficie de la luna. Algunas partes las dejamos atrás algunos los traemos de vuelta, las estructuras están evolucionando para siempre ".

Para escapar de la atracción gravitacional de la Tierra se requiere una gran cantidad de energía. Para luego aterrizar en la luna y no pasar directamente a su lado, tenemos que frenar perdiendo esa misma energía. Podemos ahorrar algo de esta energía dejando partes de la nave espacial en órbita, llevando solo lo que necesitamos a la superficie de la luna.

Una base permanente en esta órbita alrededor de la luna actuará como un puesto de estacionamiento, desde donde se pueden dejar partes, recogido y ensamblado. Después del despegue, sólo se necesitará una maniobra moderada para reducir la velocidad de una nave espacial visitante para encontrarse con el Gateway.

Luego, el módulo de aterrizaje lunar transportará personas, robots e infraestructura hasta la superficie cuando el Gateway está más cerca de la luna, que ocurre cada siete días. Igualmente, una ventana de transferencia a la puerta de entrada se abre aproximadamente cada siete días para el viaje de regreso desde la superficie lunar.

Adelante a la luna

Durante la década de 2020, el Gateway se ensamblará y operará en las cercanías de la luna, donde se moverá entre diferentes órbitas y permitirá las misiones espaciales humanas más distantes jamás intentadas.

Ofrecerá una plataforma para el descubrimiento científico en el espacio profundo y generará una experiencia invaluable para los desafíos de futuras misiones humanas a Marte.

"La experiencia en dinámica de vuelo aquí en ESOC es única en Europa, "añade Rolf Densing, Director de operaciones de la ESA.

"Nuestros analistas y expertos en dinámica de vuelo brindan apoyo a una amplia gama de misiones, incluyendo algunos de los más complejos y emocionantes como Lunar Gateway. No podemos esperar a que este ambicioso esfuerzo internacional se haga realidad ".