Tras el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik I el 4 de octubre de 1957 por parte de la Unión Soviética comenzó la carrera espacial entre ésta y los Estados Unidos, produciendo un conjunto de eventos donde las dos superpotencias competirían llevando la lucha ideológica a planos científicos y tecnológicos, en el afán de mostrar supremacía. Esta carrera está nuevamente en auge con ánimos renovados y esta vez, con nuevos actores.
PRIMERA ETAPA 1959-1969
Una vez que Estados Unidos puso en órbita terrestre su primer satélite, el Explorer 1, en enero de 1958, comenzó ávidamente la preparación para lanzar su primera sonda hacia la Luna. La contraparte soviética a cargo de Sergei Koroliov siguió de cerca los preparativos estadounidenses. Cuando la sonda Pioneer 0 fue lanzada el 17 de agosto de 1958 desde Cabo Cañaveral hacia la Luna, llegaba al Cosmódromo de Baikonur el vehículo de lanzamiento R-7 Semyorka (similar a la del programa Sputnik), que despacharía la primera sonda soviética con igual destino. Ambos intentos fallaron, pero la proximidad de estos eventos estableció un patrón de desarrollo paralelo entre los programas lunares de las dos superpotencias durante los siguientes 11 años.
El objetivo era simple pero esquivo, impactar la superficie lunar y entre los éxitos parciales alcanzados podemos citar:
La sonda Pioneer 1, lanzada el 11 de octubre de 1958, constituye el primer intento estadounidense que sobrevivió al despegue y la primera misión bajo la égida de la recientemente formada NASA. Durante el lanzamiento, la segunda etapa se apagó tempranamente, dotando a la carga útil de una velocidad insuficiente para escapar de la gravedad terrestre. Describiendo una trayectoria balística reentró en la atmósfera 43 horas después del lanzamiento. Logrando completar 1/3 del viaje a la Luna, se convirtió en el objeto humano que más lejos había llegado, un record que no ostentaría por mucho tiempo.
La sonda Luna 1 “Mechta” (“Sueño”), el tercer intento soviético y el primero con éxito parcial se lanzó el 2 de enero de 1959. Se convirtió en el primer vehículo en escapar de la gravedad terrestre efectuando la primera comunicación telemétrica desde y hacia la Tierra. Durante el lanzamiento se había impartido demasiada velocidad a la carga útil, provocando que la sonda sea incapaz de impactar la Luna, sobrevolándola a 6.400 km. Después de 62 horas la batería se agotó y los controladores en tierra perdieron contacto. La sonda se convirtió, sin estar planificado, en el primer artefacto en entrar en órbita heliocéntrica, es decir, quedó a la deriva en el espacio orbitando alrededor del Sol.
La sonda Pioneer 4 lanzada el 3 de marzo de 1959, fue la misión más exitosa del infructuoso programa homónimo estadounidense. Por un error en la trayectoria pasó a 60 mil km de la Luna en lugar de los 32 mil previstos, no pudiendo obtener imágenes de su superficie. Tras 82 horas de vuelo se perdió contacto, convirtiéndose en la primera nave espacial estadounidense en ingresar en órbita heliocéntrica.
PRIMEROS ÉXITOS
Finalmente, el 12 de septiembre de 1959 la Unión Soviética lanzó Luna 2, una sonda similar a su predecesora y con igual propósito. Tras un día de viaje las estaciones de radio mundiales esperaban el momento del impacto, en lo que debe haber sido la primera cobertura mundial de un evento extraterrestre. Las señales volvían fuertes y claras desde la nave espacial entre la eterna estática del espacio profundo. La sonda se sumergió en el pozo gravitacional lunar a una velocidad de 3 km/seg hasta que, en un instante, las señales se interrumpieron abruptamente. La sonda logró su objetivo, impactó contra la superficie lunar convirtiéndose en el primer artefacto en llegar a la superficie de otro cuerpo celeste. En su periplo no detectó radiación ni magnetismo alrededor de la Luna. Antes del impacto se dispersaron placas hexagonales con inscripciones soviéticas en todas direcciones, dejando el primer emblema nacional en nuestro satélite natural.
Las primeras frustraciones podían dejarse de lado. La precisión de la trayectoria descripta por Luna 2 mostraba lo que se podía hacer.
Tres semanas después, y en el segundo aniversario del lanzamiento Sputnik, la Unión Soviética lanzó Luna 3. En una exhibición de experticia y sofisticación tecnológica se tomaron las primeras fotografías de la cara oculta de la Luna y se marcaron varios precedentes. Fue la primera nave en realizar una trayectoria circunlunar (pasando por los polos lunares), la primera en estar completamente alimentada por paneles solares, la primera en desempañar con éxito una estabilización en tres ejes y la primera que utilizó asistencia gravitacional (aprovechó la gravedad lunar para retornar a la órbita terrestre). Para enero de 1960 ya no se pudieron recibir señales y su trayectoria irregular la llevó a orbitar la Tierra al menos 11 veces, reingresando a fines de abril de 1960.
Por su parte los estadounidenses lanzaron la sonda Ranger 4 el 23 de abril de 1962. Debido a un corte de energía en la computadora central quedó a la deriva sin rumbo fijo impactando con la luna de forma descontrolada. Sin embargo, ésta fue la primera nave estadounidense en alcanzar otro cuerpo celeste. Dos años más tarde y tras 15 intentos fallidos, la sonda Ranger 7, a bordo del vehículo de lanzamiento Atlas Agena, impactó controladamente en la superficie lunar siendo la primera misión lunar estadounidense totalmente exitosa. Este hecho marcó un punto de inflexión en la exploración lunar para Estados Unidos ya que a partir de aquí el número de éxitos aumentó drásticamente.
Como podemos ver, en los albores de la exploración espacial las misiones lunares de ambas potencias tenían mucho en común. En primer lugar, se restringían a sondas no tripuladas diseñadas para sobrevolar, orbitar o impactar nuestro satélite natural. En segundo lugar, su alta tasa de fallas. Tras casi 6 años de intentos se realizaron 30 misiones (16 estadounidenses y 14 soviéticas) de las cuales solo 2 soviéticas y una estadounidense cumplieron su objetivo.
¿UN ALUNIZAJE CONJUNTO?
Hacia principios de 1960, tanto la NASA como la comunidad política y los medios de comunicación occidentales, asumían que la Unión Soviética tenía un programa prematuro y cuidadosamente orquestado para enviar una nave tripulada a la Luna. Todas las misiones soviéticas fueron interpretadas en el contexto de este supuesto plan maestro. En realidad, hasta agosto de 1964, los programas lunares soviéticos se limitaban a órbitas y alunizajes no tripulados. Una misión tripulada ni siquiera estaba en la mesa de dibujo.
Es por esto que, a la luz del éxito público de las misiones soviéticas, el recientemente elegido presidente John F. Kennedy, entendió la necesidad política de obtener un logro significativo que demuestre la superioridad espacial estadounidense. Asesorado por altos funcionarios de la NASA como James E. Webb y Wernher von Braun, decidió apoyar el proyecto de un alunizaje tripulado. El 25 de mayo de 1961 Kennedy se presentó ante el Congreso y en un famoso discurso propuso que Estados Unidos «debería comprometerse, antes de que termine esta década, a llevar a un hombre a la Luna y devolverlo sano y salvo a la Tierra». No todos quedaron impresionados y hubo pocas señales de entusiasmo público, hasta el propio Kennedy parece haber estado inseguro.
El desafío tampoco fue tomado con mucha importancia en Moscú. Pero a medida que pasaba el tiempo y la industria espacial estadounidense comenzaba a movilizarse, el Primer Ministro soviético Nikita Jruschov se enfrentó a la decisión de gastar cuantiosas sumas de dinero para continuar con su desarrollo espacial o permitir que su competidor saliera adelante. Con sensibilidad financiera decidió, por el momento, concentrar los limitados recursos soviéticos en misiones no tripuladas.
A finales de junio de 1961, durante la cumbre de Viena, Kennedy propuso personalmente a Jruschov una expedición lunar conjunta. El líder soviético se mantuvo cauteloso y reacio, probablemente temía exponer lo poco preparados que estaban para tal empresa. Kennedy repitió su oferta 2 años después, durante su discurso ante la Asamblea General de las Naciones Unidas el 20 de septiembre de 1963. Esta vez los asesores militares persuadieron a Jruschov de que la oferta era buena. La situación había cambiado. La Unión Soviética estaba más cerca de la paridad militar estratégica y la perspectiva de evitar una costosa carrera lunar y compartir los costos comenzó a parecer atractiva. Se realizaría un programa conjunto en donde cada socio haría su parte de forma independiente.
La propuesta llegó a un abrupto final 2 meses después cuando Kennedy fue asesinado en Dallas. El nuevo líder, Lyndon Johnson, había construido su reputación política como ferviente anti-soviético y dejó en claro que no estaba interesado en un programa conjunto.
TOCANDO LA SUPERFICIE LUNAR
Para lograr un alunizaje suave se requería de toda la precisión posible utilizando un orbitador, un artefacto de descenso con retrocohetes de frenado para reducir la velocidad de la sonda a unos escasos metros por segundo.
El 31 de enero de 1966 la sonda soviética Luna 9 realizó el primer alunizaje suave. Su módulo de descenso encendió los retrocohetes a 260 metros de altura y liberó la Estación Lunar Automática (ALS por sus siglas en ruso), una cápsula ovalada de aluminio de 60 cm de diámetro y 100 kg, contenida dentro de 2 bolsas de aire presurizadas. Tras una ingeniosa apertura en forma de pétalos comenzó el funcionamiento de sus instrumentos. Siete horas después se enviaron las primeras 9 imágenes (incluidos 5 panoramas) de la superficie de la Luna.
Exactamente 2 meses después lograrían otro hito cuando la sonda Luna 10 se convirtió en el primer satélite artificial de la Luna, y el primer objeto artificial en orbitar otro cuerpo aparte de la Tierra. El 30 de mayo de 1966, tras 460 órbitas lunares (que en promedio duraban 3 horas cada una) se perdió el contacto con la sonda. El objetivo de estas misiones era determinar mediante fotografías las características de la superficie lunar que posibiliten un potencial descenso tripulado humano.
El jefe de diseño y principal responsable de estas hazañas, Serguéi Koroliov, nunca llegaría a verlas materializadas. Su fallecimiento el 14 de enero de 1966, por complicaciones cardíacas, fue consecuencia directa de los años en prisión durante las purgas estalinistas. La sucesión recayó en Vasili Mishin, compañero de trabajo de Koroliov desde 1945. Si bien era un excelente ingeniero y piloto, carecía de la astucia y el carisma necesario para hacer que la enorme burocracia gubernamental funcionara en su beneficio.
El plan espacial soviético era extremadamente dependiente de una persona, en cambio, en el estadounidense tuvieron la prudencia de separar la gestión administrativa de la técnica, conformada, ésta última, por departamentos específicos de la NASA y consorcios de empresas contratistas. Sin el impulso, determinación y liderazgo de Koroliov el programa espacial soviético nunca volvió a ser el mismo. Los proyectos continuaron con rumbo incierto marcando un punto de inflexión crítico en la carrera lunar.
El 2 de junio de 1966 los estadounidenses respondieron a la Unión Soviética al enviar, a bordo de un cohete Atlas Centaur D, la sonda Surveyor 1. Fue un éxito sin precedentes, la NASA logró alunizar suavemente en su primer intento. La nave era mucho más sofisticada que Luna 9. El vehículo, una estructura triangular de aluminio de 3 metros de altura y 290 kg, fue depositado de forma controlada por medio de un gran retrocohete de propelente sólido, sin cápsulas de aire ni rebotes bruscos.
El 10 de agosto despegó, a bordo de un cohete Atlas Agena D, el Lunar Orbiter 1, la primera sonda estadunidense en orbitar la Luna. Concebida de manera complementaria a las Surveyor, su misión era fotografiar 16 posibles lugares de alunizaje para el Apolo. Hacia el 29 de octubre y tras realizar 577 órbitas, se impactó de manera controla en la superficie lunar para evitar interferencia con los futuros orbitadores. El programa completo de 5 orbitadores y 4 alunizajes permitió determinar que la consistencia del suelo lunar, parecida a la de la arena húmeda, era capaz de resistir el peso de una tripulación y su módulo de descenso.
ALUNIZAJE TRIPULADO
Tras la imposibilidad de un programa conjunto con los Estados Unidos, en agosto de 1964 el gobierno soviético autorizó el desarrollo de 2 programas para el alunizaje de cosmonautas, 3 años después respecto al programa estadounidense. Se pusieron a cargo diferentes oficinas de diseño que rivalizaron buscando implacablemente el patrocinio del partido y del gobierno. Esta situación generó un despilfarro de recursos y esfuerzos, algo que la economía soviética no podía permitirse. El método de alunizaje definitivo se confirmó recién en febrero de 1967, el vehículo de lanzamiento N1.
Adoptando un enfoque cauteloso y prudente, se exigían 4 misiones con orbitas lunares exitosas antes de subir a bordo un cosmonauta. A tal propósito el 14 de septiembre de 1968 se envía la nave Zond 5 que realizó el primer sobrevuelo tripulado con carga biológica, entre la que se encontraban 2 tortugas, cultivos de bacterias y flores de Tradescantia. Luego de 6 días de viaje espacial regresaron sano y salvos a la Tierra. El éxito se replicó en noviembre con la sonda Zond 6.
Sin embargo, las pruebas realizadas con el vehículo de lanzamiento N1 fracasaron estrepitosamente. La posibilidad de poner un cosmonauta en la Luna resultó inalcanzable y el programa se canceló en noviembre de 1972. Los soviéticos, desestimando las intenciones estadounidenses, respondieron demasiado tarde al desafío presentado por Kennedy a principios de la década.
Por su parte el programa estadounidense avanzó enormemente y en una clara muestra de vigor, secretismo y determinación, lograron alcanzar y pasar a la cabeza en la exploración lunar tripulada. Luego de la catástrofe en tierra del Apolo 1 a comienzo de 1967, donde fallecieron 3 astronautas, se llevaron a cabo mejoras y ensayos orbitales no tripulados. En combinación con los resultados obtenidos del exitoso programa Gemini, que logró demostrar las posibilidades de encuentro espacial y acoplamiento, el 21 de diciembre de 1968 se lanzó el Apolo 8 que realizó la primera órbita lunar tripulada. La noticia desconcertó a los soviéticos, no esperaban que los estadounidenses tripulen sus sondas con astronautas tan rápidamente. El 20 de julio de 1969 finalmente lograrían la hazaña del primer alunizaje de seres humanos a bordo del Apolo 11, cumpliendo con el cronograma marcado por Kennedy. Fue el noveno alunizaje y el primero en retornar con muestras de la superficie lunar a la Tierra. El 14 de noviembre despegó el Apolo 12 que tras alunizar en las inmediaciones de la sonda Surveyor 3, fue la única ocasión en la que los humanos se encuentran con una sonda espacial depositada en otro mundo.
Luego del viaje del Apolo 12, los soviéticos se abocaron a enviar robots a un coste mínimo y sin arriesgar vidas humanas. El primero en retornar muestras de manera automática a la Tierra correspondió a la sonda Luna 16. Dos meses después enviarían Luna 17 con el vehículo todoterreno de 756 kg el Lunojod 1. Si bien no recolectó muestras fue el primer artefacto comandado a distancia en otro cuerpo celeste. Medio año después los estadounidenses llevarían un todoterreno tripulado con la misión Apolo 15.
El programa Apolo pondría en total a las únicas 12 personas en la superficie lunar siendo Eugene Cernan la última persona en pisar otro cuerpo celeste cuando abordó el Módulo Lunar al final de la misión Apolo 17, el 14 de noviembre de 1972.
Un mes después llegaría a la luna el todoterreno Lunojod 2 sustancialmente mejorado con respecto a su antecesor, pesaba 838 kg y en 4 meses recorrió 37 km. El último alunizaje no tripulado de la carrera espacial lo desempeñó la Unión Soviética con la sonda Luna 24 despegando de su superficie el 19 de agosto de 1977 luego de pasar un día recogiendo muestras.
NUEVA CARRERA, NUEVOS ACTORES
Tras una pausa en el desarrollo de programas lunares recién en enero de 1990, 14 años después de Luna 24, la sonda japonesa Hiten realizó un sobrevuelo lunar y soltó un pequeño orbitador llamado Hagoromo. Sin embargo, una falla en el transmisor hizo que las comunicaciones con éste último se corten abruptamente. En abril de 1993 Hiten se estrelló de forma deliberada sobre la superficie lunar, destino que se supone también siguió el orbitador. Se convirtieron así en las primeras naves espaciales lunares que no pertenecían a la Unión Soviética o los Estados Unidos.
Durante el resto de la década de 1990 se realizaron misiones de sobrevuelo y asistencia gravitacional, llevadas a cabo casi de forma exclusiva por los Estados Unidos y Japón.
El renacimiento del interés humano en la exploración lunar se puede fechar el 27 de septiembre de 2003, con el envío de SMART-1, el primer orbitador lunar de la Agencia Espacial Europea (ESA). La misión terminó 3 años después cuando la nave se estrelló de manera controlada en la superficie lunar. A ésta la seguirían el primer orbitador exitoso japonés SELENE el 14 de septiembre de 2007 y el primer orbitador lunar chino Chang’e 1 el 24 de octubre del mismo año.
Un año después, en 2008, la Agencia India de Investigación Espacial (ISRO) en cooperación con la ESA y la NASA, envió la nave Chandrayaan-1 junto con la Sonda de Impacto Lunar (MIP) de 29 kg. Luego de un descenso controlado, la sonda colisionó con la superficie lunar el 14 de noviembre cerca del polo sur lunar, convirtiéndose en el cuarto país en lograr tal cometido. Antes de colisionar, los datos enviados sugerían la existencia de agua en la atmósfera lunar, aunque siguen sin ser concluyentes. El orbitador siguió enviando información hasta agosto de 2009.
El 1 de diciembre de 2013, desde el Centro de Lanzamiento de Xichang y a bordo de un cohete Chang Zheng 3 (“Larga Marcha”) despegó la sonda china Chang’e 3. Una vez depositada en la superficie lunar se desplegó el vehículo a control remoto Yutu 1 (“Conejo de Jade”), convirtiéndose en la tercera nación en realizar un alunizaje controlado. Habían pasado 37 años desde misión Luna 24, la última sonda en superficie selenita.
Luego de este éxito, y cuando se pensaría que no habría más pioneros, el 7 de diciembre de 2018 despegó la nave Chang’e 4 con un objetivo desafiante: realizar el primer alunizaje en la cara oculta de la luna. Una vez en órbita lunar se liberó el módulo de alunizaje, que hizo contacto con la superficie el 3 de enero desplegando una rampa para que descienda el vehículo todoterreno de 150 kg Yutu 2, que funciona al día de hoy. La comunicación con tierra se realiza a través del satélite Queqiao lanzado con anticipación y en órbita a 65 mil km de la superficie lunar.
La Agencia Espacial India envió su segunda misión de exploración lunar Chandrayaan-2 y la última en el mundo hasta la fecha. Lanzada desde el Centro Espacial Satish Dhawan el 22 de julio de 2019, consistía de un orbitador lunar, el módulo de aterrizaje Vikram y el rover lunar Pragyan de 27 kg. La nave alcanzó la órbita lunar el 20 de agosto y comenzó las maniobras de posicionamiento. El módulo de aterrizaje y el rover estaban programados para alunizar de manera controlada, algo que habría convertido a la India en el cuarto país en hacerlo (después de la Unión Soviética, Estados Unidos y China). Sin embargo, el módulo de aterrizaje se desvió de su trayectoria prevista, lo que provocó un alunizaje forzoso, estrellándose con la superficie lunar y destruyéndose junto con el rover Pragyan, que estaba a bordo.
PERSPECTIVAS FUTURAS
Largo es el camino recorrido pero aun más es el camino por recorrer. El ambicioso proyecto estadounidense Artemis se realizará en cooperacion internacional con ESA, la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), la Agencia Espacial Canadiense (CSA) y la Agencia Espacial Australiana (ASA), con el objetivo de llevar nuevamente un humano, esta vez a la primera mujer, a la superficie lunar para el 2024. La mision constituye el primer paso hacia el objetivo a largo plazo de establecer una presencia continuada en órbita lunar y eventualmente en su superficie, sentando las bases para, finalmente, enviar personas a Marte a partir de 2033. El programa incluye el Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS), que servirá como vehículo de lanzamiento principal para la nave espacial Orion, un orbitador lunar tripulado permenente la Plataforma Orbital Lunar Gateway y un módulo de descenso tripulado, todos ellos en proceso de diseño y desarrollo.
También se esperan el envío de la sonda china Chang’e 5 por medio del nuevo vehículo de lanzamiento Chang Zheng 5 que será la primera misión china con retorno de muestras lunares (aproximadamente 2 kg). En una complicada y excepcional maniobra el vehículo de ascenso no seguirá una trayectoria directa a Tierra como en el programa soviético Luna, sino que realizará un acoplamiento con el orbitador lunar para luego enviar, finalmente, la carga a la Tierra.
Por su parte la India está desarrollando el programa Chandrayaan-3 su segundo intento para depositar un rover lunar. Mientras tanto Rusia planea el retorno a la Luna partir de la sonda Luna 25 (significando una suerte de continuidad con el programa soviético) en el marco del proyecto Luna Glob para establecer una base robótica permanente en su superficie y eventualmente llevar tripulación.
Esta nueva carrera lunar se vio alentada por los ingentes y raudos avances chinos e indios y por el ingreso de un nuevo actor al esquema, los desarrollos privados de Space X y Blue Origin.
A corto plazo los esfuerzos e intereses se abocarán principalmente al desarrollo de rovers y misiones automáticas, con la posibilidad de construir un orbitador lunar tripulado permenente en el mediano plazo. Algo similar a la estación ISS que orbita nuestro planeta y cuya vida útil se prevee no mas alla de la decada en curso. El establecimiento de bases tripuladas en la superficie de la Luna, de tenerse en cuenta, se lo considera a muy a largo plazo.
Tambien se barajan proyectos en el desarrollo de propulsores iónicos llamados “cohetes eléctricos” que sin realizar combustión permiten obtener velocidades muy elevadas de manera eficiente. Otro punto clave durante las próximas décadas son los intereses en la explotación de recursos mineros tanto en la Luna como en Marte, pero su desarrollo es algo que todavía se encuentra en estado muy embrionario.
La carrera espacial se extiende a nuevos horizontes y su éxito dependerá de la voluntad de cooperacion y esfuerzo conjunto entre todos los actores involucrados, desde los gobiernos de varias naciones hasta empresas privadas.
Autor
Gabriel Ferrario. Ingeniero Aeronáutico por la Universidad de Córdoba.
Fuentes
Soviet & Russian Lunar Exploration, Brian Harvey, Springer-Praxis, 2007
Artemis Plan (NASA’s Lunar Exploration Program Overview), NASA, septiembre 2020
Beyond Earth (A Chronicle Of Deep Space Exploration, 1958–2016), Asif A. Siddiqi, NASA, 2017
The Illustrated Encyclopedia of Space Technology (Revised Edition), Kenneth Gatland, Crown 1990