Créditos: NASA/Josh Valcarcel
Astronautas de la NASA Kate Rubin y André Douglas Recientemente, la NASA realizó cuatro simulaciones de caminatas lunares para ayudar a la NASA a prepararse para su misión Artemis III. El lanzamiento de Artemis III está previsto para septiembre de 2026 y hará que dos astronautas, aún por seleccionar, aterricen en el polo sur de la Luna por primera vez.
Viajar al espacio requiere una preparación inmensa, no solo para los astronautas, sino para los cientos de personas que trabajan en segundo plano. Por eso las simulaciones basadas en la Tierra son clave, ya que permiten a los diseñadores de trajes espaciales y herramientas ver sus diseños en acción. Los controladores de vuelo que supervisan los sistemas de la nave espacial y las actividades de la tripulación pueden practicar la detección temprana de señales de problemas técnicos o amenazas a la seguridad de los astronautas. Y los científicos utilizan las simulaciones para practicar la realización de observaciones geológicas desde lejos a través de las descripciones de los astronautas.
Entre el 13 y el 22 de mayo de 2024, Rubins y Douglas recorrieron con dificultad el campo volcánico de San Francisco, en el norte de Arizona, un destino geológicamente similar a la Luna, moldeado por millones de años de erupciones volcánicas. Allí, observaron el suelo y las rocas que los rodeaban y recogieron muestras. Después de las caminatas lunares, los astronautas probaron tecnología que podría usarse en las misiones Artemis, incluida una pantalla de visualización frontal que utiliza realidad aumentada para ayudar con la navegación y balizas de iluminación que podrían ayudar a guiar a una tripulación de regreso a un módulo lunar.
Docenas de ingenieros y científicos acompañaron a Rubins y Douglas. Algunos estuvieron en el campo junto a la tripulación. Otros se unieron de forma remota desde un centro de control de misión simulado en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, en una imitación más realista de lo que se necesita para trabajar con una tripulación que está a unas 240.000 millas de distancia en la superficie lunar.
He aquí un vistazo detrás de escena de un «moonwalk».
André Douglas
Astronauta de la NASA
Practica para prepararte
En esta fotografía del 13 de mayo de 2024, Rubins (izquierda), un biólogo molecular que ha realizado varias expediciones a la estación espacial, y Douglas, ingeniero y miembro de la clase de astronautas de 2021, se prepararon para los ensayos de la caminata lunar.
Durante la caminata lunar del 14 de mayo (arriba), Rubins y Douglas trabajaron para mantenerse en estado de simulación mientras una vaca los observaba. Llevaban mochilas cargadas con equipos de iluminación, comunicación, cámaras y energía para esos dispositivos.
Por supuesto, no hay vacas en la Luna, pero hay una región llamada Marius Hills que se parece geológicamente a este campo volcánico de Arizona. Al igual que el sitio de Arizona, Marius Hills fue formado por antiguas erupciones volcánicas, por lo que la composición de las rocas en los dos lugares es similar.
El sitio de simulación de Arizona también se asemeja a la región polar sur de la Luna por los cambios sutiles en el tamaño, la abundancia y las agrupaciones de rocas que se pueden encontrar allí. Observar estas diferencias sutiles en las rocas de la Luna ayudará a revelar la historia de las colisiones de asteroides, la actividad volcánica y otros eventos que dieron forma no solo a la Luna, sino también a la Tierra y al resto de nuestro sistema solar.
“Por lo tanto, este ‘sitio de aterrizaje’ fue una buena analogía para los tipos de pequeños cambios en el regolito que los astronautas buscarán en el Polo Sur lunar”, dijo Lauren Edgargeólogo del Servicio Geológico de Estados Unidos en Flagstaff, Arizona, quien codirigió el equipo científico para la simulación.
Para deleite de Edgar y sus colegas, Rubins y Douglas identificaron correctamente diferencias sutiles en las rocas de Arizona. Pero, a pesar de su logro, la caminata lunar del día tuvo que ser interrumpida debido a los fuertes vientos. Al igual que ocurre con las vacas, no hay viento en la Luna, donde casi no hay aire.
La ciencia en la mesa
Los científicos de la Tierra y los planetas reunidos en la NASA Johnson siguieron las caminatas lunares a través de una transmisión de video y audio en vivo en la Sala de Evaluación Científica, que se muestra en la imagen de arriba. Estos expertos desarrollaron planes detallados para cada caminata lunar simulada y brindaron conocimientos geológicos al control de la misión.
Todos los que estaban en la sala cumplían una función. Una persona comunicaba información entre el equipo científico y el equipo de control de vuelo. Otros supervisaban las tareas científicas de la tripulación para garantizar que los astronautas siguieran el rumbo.
Un pequeño grupo analizó imágenes de rocas, suelo y afloramientos enviadas por la tripulación en Arizona. La información que obtuvieron ayudó a determinar si era necesario cambiar las tareas científicas de la tripulación para cada travesía.
La decisión de actualizar o no las tareas la tomó un pequeño grupo de expertos de la NASA y otras instituciones. Este grupo de científicos, conocido como “scrum”, que está sentado alrededor de la mesa en la imagen superior, representaba disciplinas como la vulcanología y la mineralogía.
Evaluaron la información que llegaba de la tripulación y los análisis del equipo científico para decidir rápidamente si debían cambiar las tareas científicas del día debido a un descubrimiento no planificado. Trabajar en la mesa de trabajo era un trabajo de mucha presión, ya que actualizar el plan para pasar más tiempo en un sitio intrigante, por ejemplo, podría significar renunciar a tiempo en otro.
Las caminatas lunares en Arizona también brindaron a los científicos la oportunidad de poner a prueba sus habilidades para hacer mapas geológicos utilizando datos de naves espaciales que orbitan a muchos kilómetros de la superficie. Dichos mapas identificarán rocas y formas del terreno con valor científico en el Polo Sur para ayudar a la NASA a elegir los sitios de aterrizaje en el Polo Sur que tengan el mayor valor científico.
Los científicos utilizarán datos del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA para cartografiar la geología alrededor del lugar de aterrizaje de Artemis III en la Luna. Pero para cartografiar el campo volcánico de Arizona, se basaron en datos satelitales de la Tierra. Luego, para comprobar si sus mapas de Arizona eran precisos, un par de científicos compararon las ubicaciones de la tripulación a lo largo de sus travesías (autoinformadas en función de las características del terreno que los rodeaba) con las características geológicas identificadas en los mapas.
En los meses previos a las caminatas lunares en Arizona, los científicos enseñaron a Rubin y Douglas geología, una disciplina que es clave para descifrar la historia de los planetas y las lunas. La formación en geología ha sido algo habitual desde la era Apolo de los años 60 y principios de los 70. De hecho, los astronautas de Apolo también se formaron en Arizona. Estos exploradores pioneros pasaron cientos de horas en el aula y en el campo aprendiendo geología. Los astronautas de Artemisa tendrán una formación igualmente intensiva.
Operando en condiciones similares a las de la Luna
En la imagen de arriba, Douglas está de pie a la izquierda de Rubins revisando los procedimientos, mientras Rubins examina los instrumentos en el carro. Ambos llevan trajes espaciales planetarios de 31 kilos que dificultan el movimiento, el arrodillarse y el agarre, algo similar a lo que se sentirá al realizar estas actividades en la Luna.
Un miembro del equipo de la NASA, que no es visible detrás del carrito en primer plano, está iluminando con un reflector a los astronautas durante una simulación de una caminata lunar nocturna de una hora y media el 16 de mayo. El reflector se utilizó para imitar las condiciones de iluminación de la región polar sur de la Luna, donde el Sol no sale ni se pone como lo hace en la Tierra, sino que simplemente se mueve por el horizonte, rozando la superficie como una linterna colocada sobre una mesa.
La posición del Sol en la Luna tiene que ver con la inclinación de 1,5 grados de la Luna sobre su eje. Esta ligera inclinación significa que ninguno de los hemisferios norte o sur de la Luna se inclina notablemente hacia o desde el Sol durante todo el año. En cambio, la inclinación de 23,5 grados de la Tierra permite que los hemisferios norte y sur se acerquen (verano) o se alejen (invierno) del Sol según la época del año. Por lo tanto, el Sol aparece más alto en el cielo durante los días de verano que durante los días de invierno.
En comparación con las caminatas lunares diurnas, cuando los astronautas podían ver y describir fácilmente las condiciones a su alrededor, la tripulación estuvo relativamente tranquila durante la expedición nocturna. Con las pequeñas luces de sus cascos, Rubins y Douglas podían ver solo el área alrededor de sus pies. Pero el dúo probó luces portátiles adicionales y reportó una gran mejora en la visibilidad de hasta 20 pies a su alrededor.
Cherie Aquiles
Mineralogista del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien codirigió el equipo científico de simulación.
La Sala de Evaluación Científica durante la simulación de la caminata lunar nocturna el 16 de mayo. Los científicos están sentados en sus puestos de trabajo mientras una pantalla al frente de la sala presenta video y audio en vivo de los astronautas en el campo.
Los ingenieros que aparecen en la foto de arriba, en el área de control de misión simulada de Houston, probaron un software diseñado a medida para gestionar los paseos lunares. Un programa cataloga automáticamente horas de material de audio y vídeo, además de cientos de fotografías, recopiladas durante los paseos lunares. Otro ayuda al equipo a planificar los paseos lunares, a llevar un registro del tiempo y las tareas, y a gestionar suministros limitados de soporte vital, como el oxígeno. Este seguimiento y archivo proporcionará datos contextuales para generaciones de científicos e ingenieros.
ben feist
Ingeniero de software en la división de Investigación y Exploración de Astromateriales de la NASA Johnson, señalando en la imagen de arriba.
Aprendiendo un idioma común
El flujo de audio que utiliza el equipo de Houston para comunicarse durante las caminatas espaciales es una cacofonía vertiginosa de voces que representan todas las funciones científicas y de ingeniería del control de la misión. Un especialista en control de la misión bien capacitado puede bloquear el ruido y centrarse únicamente en la información que necesita para actuar.
Uno de los objetivos de las simulaciones era, entonces, entrenar a los científicos para que hicieran esto. “En lo que respecta a la ciencia, aquí somos los novatos”, dijo Achilles.
Durante las caminatas lunares en Arizona, los científicos aprendieron a comunicar sus prioridades de forma sucinta y clara al equipo de control de vuelo, que luego habló con los astronautas. Si los científicos necesitaban cambiar el plan de travesía para regresar a un sitio para tomar más fotografías, por ejemplo, tenían que justificar la solicitud al director de vuelo a cargo. Si el director lo aprobaba, una persona designada comunicaba la información a la tripulación. Para esta simulación, esa persona fue un astronauta de la NASA. Jessica Watkinsen la foto de arriba, que es geólogo de formación.
Las estrictas reglas de comunicación de la NASA tienen como objetivo limitar las distracciones y los peligros para los astronautas durante las caminatas espaciales que requieren un esfuerzo físico e intelectual.
A continuación
En las semanas posteriores a las simulaciones de caminatas lunares de mayo, los controladores de vuelo y los científicos han estado informando y documentando sus experiencias. A continuación, revisarán detalles como el diseño de la Sala de Evaluación Científica. Reconsiderarán los roles y responsabilidades de cada miembro del equipo y explorarán nuevas herramientas o actualizaciones de software para hacer que sus trabajos sean más eficientes. Y en futuras simulaciones, aún en las etapas de planificación, lo harán todo una y otra vez, todo para garantizar que las verdaderas caminatas lunares de Artemisa (los primeros pasos de la humanidad en la superficie lunar en más de 50 años) estén perfectamente coreografiadas.
Por Lonnie Shekhtman
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.
Compartir
Detalles
Lonnie Shekhtman
lonnie.shekhtman@nasa.gov
