Sueños sin escasez: Explorador nómada (1992)

El vehículo de recorrido muy largo Nomad Explorer (VLTV) con su «carro motorizado» al fondo (derecha). Un cable conecta el reactor nuclear del carro con el VLTV. Tenga en cuenta la ventana de visualización del «periscopio» (debajo de la Tierra en la parte superior izquierda), el brazo robótico (uno de un par) y EVA Bell (centro inferior). Crédito de la imagen: Madhu Thangavelu

América del Norte y Europa combinadas tienen menos kilómetros cuadrados de superficie que la Luna: 36,8 millones para los dos continentes frente a 37,8 millones para el satélite natural de la Tierra. En agosto-septiembre de 1992, en el 43º Congreso de la Federación Astronáutica Internacional (IAF) en Washington, DC, Madhu Thangavelu, investigador asociado del Instituto de Arquitectura y Tecnología de Sistemas Aeroespaciales de la Universidad del Sur de California, argumentó que los exploradores que operan desde un la base de superficie, el escenario tradicional de exploración lunar avanzada, podría esperar inspeccionar solo una pequeña fracción de la superficie lunar. Además, solo después de que varias costosas misiones de aterrizaje lunar pilotadas hayan investigado los sitios candidatos, se pudo seleccionar un solo sitio de base fija.

En el momento en que Thangavelu presentó su artículo, la Iniciativa de Exploración Espacial (SEI), lanzada por el presidente George HW Bush en el vigésimo aniversario del primer alunizaje pilotado (20 de julio de 1989), estaba llegando a su fin. Aunque al comienzo de SEI, la NASA había propuesto un concepto tradicional de base lunar permanente de sitio fijo, en el momento de la reunión de la IAF de 1992, había cambiado su atención a un concepto de puesto lunar temporal llamado First Lunar Outpost (FLO). La NASA hizo el cambio basado en las recomendaciones del informe de mayo de 1991 del SEI Synthesis Group (el Comité Stafford).

Thangavelu no mencionó a FLO en su artículo, aunque podría haber notado que tenía muchas de las limitaciones del escenario base de sitio fijo. En su forma más básica, FLO vería una serie de misiones lunares pilotadas de 45 días, cada una empleando un Habitat Lander y un Crew Lander. Los astronautas de FLO tendrían a su disposición vehículos itinerantes no muy diferentes de los rovers tipo jeep de Apolo. Estos permitirían recorridos de unas pocas decenas de kilómetros como máximo desde su puesto lunar temporal.

Thangavelu sugirió que la NASA reemplace el enfoque de base lunar de sitio fijo con una «base itinerante» que, en una sola misión pilotada ambiciosa, exploraría múltiples sitios de base candidatos y el terreno entre ellos a lo largo de una ruta transversal de 11,000 kilómetros. Llamó a su base itinerante Nomad Explorer.

El elemento principal de la base itinerante Nomad Explorer era el vehículo de travesía muy larga (VLTV) de 35 toneladas, que mediría 16 metros de largo, 4,5 metros de ancho y 10 metros de alto. El VLTV rodaría sobre cuatro grandes ruedas, cada una accionada de forma independiente por un motor eléctrico de 120 caballos de fuerza. Las ruedas complejas cambiarían de forma automáticamente para adaptarse a los obstáculos y garantizar una conducción suave. Por lo general, el VLTV se movería a unos 20 kilómetros por hora, aunque podría avanzar hasta a 30 kilómetros por hora si fuera necesario.

El VLTV proporcionaría a su tripulación de tres personas 600 metros cúbicos de volumen presurizado. Incluiría una cabina de control, alojamiento para la tripulación, una sala de reuniones/cocina, una esclusa de aire y una instalación de higiene.

Los tanques de agua de soporte vital y las bolsas apiladas que contienen suciedad lunar en el techo del vehículo protegerían parcialmente contra las llamaradas solares y la radiación cósmica galáctica. Un conjunto de espejos y deflectores similar a un periscopio proporcionaría al conductor una vista elevada de la superficie mientras bloqueaba parte de la radiación; junto con cámaras móviles y reflectores, aumentaría un «parabrisas» más convencional con ventanas polarizadas inclinadas dirigidas hacia la superficie.

Thangavelu propuso un sistema novedoso para proporcionar electricidad a la base itinerante Nomad Explorer: un «carro de energía» automatizado que lleva un reactor nuclear que seguiría aproximadamente un kilómetro detrás del VLTV para limitar la exposición a la radiación de la tripulación. Suministraría 50 kilovatios de electricidad al rover pilotado, ya sea a través de un cable largo y duradero o mediante un haz intermitente de microondas. Un sistema auxiliar de celdas de combustible/células solares en el VLTV proporcionaría 10 kilovatios de electricidad de respaldo.

Sin embargo, la característica más novedosa del diseño Nomad Explorer de Thangavelu fue la campana EVA, una estructura similar a un acordeón que se extendería hacia abajo desde la parte inferior del VLTV. Thangavelu pretendía que el EVA Bell de 48 metros cúbicos eliminara lo que él consideraba la peor característica de los paseos lunares: la necesidad de voluminosos trajes espaciales. Los trajes espaciales, explicó, redujeron la movilidad y la destreza de los astronautas, causaron fatiga y requirieron un tiempo excesivo para ponérselos. La campana EVA también protegería a los astronautas del polvo lunar abrasivo.

Además del EVA Bell, el VLTV incluiría dos brazos robóticos que podrían reemplazar o ayudar a los astronautas con trajes espaciales. Estos viajarían en pistas en el exterior del VLTV, lo que les permitiría llegar desde el rover en cualquier dirección.

La base itinerante Nomad Explorer, por supuesto, requeriría una infraestructura de transporte espacial de apoyo. Thangavelu imaginó un cohete Saturno V revivido al que llamó «Saturn VB». Esto lanzaría Landers comunes modulares autónomos (AMCL) configurados para operación automatizada o pilotada. Aunque no lo mencionó, el vehículo de lanzamiento FLO propuesto por la NASA, denominado informalmente «Saturno VI», podría haber reemplazado al Saturno VB con una mejora modesta o si se hubiera utilizado en una arquitectura de encuentro en órbita terrestre. Los FLO Crew y Habitat Landers actualizados y modificados podrían haber reemplazado a los AMCL.

Un AMCL automatizado aterrizaría en la base móvil Nomad Explorer al comienzo de su ruta transversal planificada. Otros aterrizarían suministros y experimentarían cargas útiles a no más de 3000 kilómetros de distancia a lo largo de la ruta. Un AMCL pilotado unidireccional depositaría a la tripulación del VLTV cerca de la base móvil en el punto de inicio de la travesía larga, y un AMCL automatizado con un vehículo de retorno a tierra de la tripulación aterrizaría al final de la ruta de la travesía.

Luego, los astronautas comenzarían su viaje de seis meses a través del terreno ondulado y polvoriento de la Luna. Al llegar al primer AMCL de reabastecimiento, usarían los brazos robóticos del VLTV para transferir los suministros que llevaba a un puerto especial en el VLTV, luego pondrían en acción la Campana EVA. Primero, utilizarían los brazos robóticos del VLTV para extender una «alfombra» sobre la superficie lunar. Luego, la tripulación usaría los brazos para transferir una carga útil científica específica del sitio desde el AMCL al centro de la plataforma.

A continuación, los astronautas colocarían el VLTV de modo que se sentara a horcajadas sobre la carga útil. Extenderían la campana EVA, que se bloquearía en la alfombra, formando un sello hermético. Los astronautas llenarían la campana EVA con aire y luego descenderían para desplegar la carga útil. Después de completar sus tareas, saldrían de la Campana EVA, bombearían el aire y la levantarían de la estera, exponiendo la carga útil a las condiciones de la superficie lunar.

Además de los instrumentos científicos, los astronautas desplegarían una red de telecomunicaciones para futuras operaciones mientras se desplazaban sobre la superficie lunar. Al llegar al final de su travesía, colocarían la base itinerante Nomad Explorer en «hibernación». Luego abordarían el vehículo de regreso a la Tierra AMCL que aterrizó previamente y despegarían hacia casa.

Fuente

«El vehículo de asistencia para ensamblaje Nomad Explorer: una arquitectura para el establecimiento rápido de infraestructura lunar global», IAF-92-0743, Madhu Thangavelu; artículo presentado en el 43º Congreso de la Federación Astronáutica Internacional, 28 de agosto al 5 de septiembre de 1992, Washington, DC.

Más información