Nadie ha visitado la luna desde 1972. Pero con el advenimiento de los vuelos espaciales humanos comerciales, las ganas de volver resurgen y generan una nueva carrera espacial. La NASA ha seleccionado a la empresa privada SpaceX para que forme parte de sus operaciones comerciales de vuelos espaciales. pero la firma también está siguiendo su propia agenda de exploración espacial.

Para permitir vuelos a la luna y más allá, tanto la NASA como SpaceX están desarrollando nuevos cohetes de carga pesada:la nave espacial de SpaceX y el sistema de lanzamiento espacial de la NASA.

Pero, ¿en qué se diferencian y cuál es más poderoso?

Nave estelar

Los cohetes pasan por múltiples etapas para entrar en órbita. Al desechar los tanques de combustible gastado durante el vuelo, el cohete se vuelve más ligero y, por tanto, más fácil de acelerar. Una vez en funcionamiento, El sistema de lanzamiento de SpaceX estará compuesto por dos etapas:el vehículo de lanzamiento conocido como "BFR" (Big Falcon Rocket) y el Starship.

BFR funciona con el motor cohete Raptor, quemando una combinación de metano líquido y oxígeno líquido. El principio básico de un motor cohete de combustible líquido es que dos propulsores, - un combustible como el queroseno y un oxidante como el oxígeno líquido - se juntan en una cámara de combustión y se encienden. La llama produce gas caliente a alta presión que se expulsa a alta velocidad a través de la boquilla del motor para producir empuje.

El cohete proporcionará 15 millones de libras de empuje en el lanzamiento, que es aproximadamente el doble que los cohetes de la era Apolo. Encima del BFR se encuentra la nave estelar, propulsado por otros seis motores Raptor y equipado con una gran bahía de misión para acomodar satélites, compartimentos para hasta 100 tripulantes e incluso tanques de combustible adicionales para repostar en el espacio, que es fundamental para los vuelos espaciales tripulados interplanetarios de larga duración.

La nave espacial está diseñada para operar tanto en el vacío del espacio como dentro de las atmósferas de la Tierra y Marte, usando pequeñas alas móviles para planear hasta la zona de aterrizaje deseada.

Una vez sobre el área de aterrizaje, el Starship se coloca en posición vertical y utiliza sus motores Raptor a bordo para realizar un descenso y aterrizaje motorizados. Tendrá suficiente empuje para despegar de la superficie de Marte o de la luna, superando la gravedad más débil de estos mundos, y regrese a la Tierra, nuevamente haciendo un aterrizaje suave motorizado. El Starship y el BFR son totalmente reutilizables y todo el sistema está diseñado para elevar más de 100 toneladas de carga útil a la superficie de la luna o Marte.

La nave espacial está madurando rápidamente. Un vuelo de prueba reciente del prototipo Starship, el SN8, demostró con éxito una serie de maniobras necesarias para que esto funcione. Desafortunadamente, Hubo un mal funcionamiento en uno de los motores Raptor y el SN8 se estrelló al aterrizar. Se espera otro vuelo de prueba en los próximos días.

Sistema de lanzamiento espacial de la NASA

El Space Launch System (SLS) de la NASA tomará la corona del descontinuado Saturn V como el cohete más poderoso que la agencia haya usado. La encarnación actual (bloque SLS 1) tiene casi 100 metros de altura.

La etapa central de SLS, que contiene más de 3,3 millones de litros de hidrógeno líquido y oxígeno líquido (equivalente a una piscina y media olímpica), está propulsado por cuatro motores RS-25, tres de los cuales se utilizaron en el transbordador espacial anterior. Su principal diferencia con los Raptors es que queman hidrógeno líquido en lugar de metano.

La etapa central del cohete se ve aumentada por dos impulsores de cohetes sólidos, unido a sus lados, proporcionando un empuje total combinado de 8.2 millones de libras en el lanzamiento, aproximadamente un 5% más que el Saturn V en el lanzamiento. Esto elevará la nave espacial a la órbita terrestre baja. La etapa superior está destinada a levantar la carga útil adjunta, la cápsula del astronauta, fuera de la órbita de la Tierra y es una etapa de combustible líquido más pequeña impulsada por un solo motor RL-10 (ya en uso por los cohetes ATLAS y DELTA) que es más pequeño y liviano que el RS-25.

El Space Launch System enviará la cápsula de la tripulación Orion, que puede soportar hasta seis tripulantes durante 21 días, a la luna como parte de la misión Artemis-1, una tarea que los actuales cohetes de la NASA no son capaces de realizar.

Está diseñado para tener grandes ventanas acrílicas para que los astronautas puedan ver el viaje. También tendrá su propio motor y suministro de combustible, así como sistemas de propulsión secundarios para regresar a la Tierra. Futuras estaciones espaciales, como el Portal Lunar, servirá como centro logístico, que puede incluir repostar.

Es poco probable que la etapa central y los cohetes impulsores sean reutilizables (en lugar de aterrizar, caerán al océano), por lo que hay un costo más alto con el sistema SLS, tanto en materiales como medioambientalmente. Está diseñado para evolucionar a etapas más grandes capaces de transportar tripulación o carga con un peso de hasta 120 toneladas, que es potencialmente más que Starship.

Gran parte de la tecnología que se utiliza en SLS se denomina "equipo heredado", ya que está adaptada de misiones anteriores, reduciendo el tiempo de investigación y desarrollo. Sin embargo, a principios de este mes, una prueba de fuego de la etapa central SLS se detuvo un minuto después de la prueba de ocho minutos debido a una sospecha de falla de un componente. No se produjo ningún daño significativo, y el director del programa SLS, John Honeycutt, declaró:"No creo que estemos ante un cambio de diseño significativo".

Y el ganador es…

Entonces, ¿qué nave espacial es probable que lleve a una tripulación a la luna primero? Artemis 2 está planeado como la primera misión tripulada que usa SLS para realizar un sobrevuelo de la luna y se espera que se lance en agosto de 2023. Mientras que SpaceX no tiene una fecha específica planeada para el lanzamiento tripulado, están ejecutando #dearmoon, un proyecto que involucra el turismo espacial lunar planeado para 2023. Musk también ha declarado que una misión marciana tripulada podría tener lugar ya en 2024, también usando Starship.

En última instancia, es una competencia entre una agencia que ha tenido años de pruebas y experiencia, pero está limitada por un presupuesto de los contribuyentes fluctuante y cambios en las políticas administrativas. y una empresa relativamente nueva en el juego, pero que ya ha lanzado 109 cohetes Falcon 9 con una tasa de éxito del 98% y tiene un flujo de caja dedicado a largo plazo.

Quien llegue primero a la luna inaugurará una nueva era de exploración de un mundo que todavía tiene mucho valor científico.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.