Resumen: El general Thomas Stafford presenta sus puntos de vista únicos sobre lo que se requiere por cuenta de la humanidad para llegar a la Luna y a Marte. Como antiguo astronauta, Stafford muestra una atención característica por los detalles finos mientras nunca fallen también para entender un cuadro mayor. Su evocadora frase de que el funcionamiento en el espacio puede ser como entrar en un certamen de caligrafía con guantes de boxeo resalta algunos de los retos para planear una agenda de exploración de cuarenta años.|





Editado del testimonio del General Thomas Stafford

En los inicios de los 90, el antiguo astronauta Thomas Stafford recibió instrucciones de sacar de la nada un plan para misiones humanas a la Luna y Marte. En su testimonio más reciente para la Comisión Presidencial en la Luna, Marte y Más Allá , Stafford volvió a visitar ese diseño de referencia añadiendo su perspectiva única. El comentario informal proporcionó un cambio fascinante en qué hacer y qué a no hacer en la planificación de la misión.

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Pensé que sería interesante regresar sólo brevemente a la historia para establecer los parámetros. El 20 de julio, 1989, el Presidente Bush dijo, en el 20 aniversario del primer aterrizaje en la luna, que debemos colocar nuestras miras para la exploración del espacio durante el siglo 21 esta vez en regresar a la Luna para quedarnos y luego ir hacia Marte, en 2019. Luego reactivó el Consejo del Espacio, con el vicepresidente Quayle como presidente. El Consejo del Espacio entonces solicitó un estudio de 90 días de la NASA de cómo llevarían a cabo esta visión de regresar a la Luna y seguir hacia Marte cuando esto fuese completado. Sacamos de la nada cuatro arquitecturas diferentes, diez recomendaciones, y luego tecnologías de respaldo que nos llevarían adelante.

No hemos estado en el espacio profundo con seres humanos desde 1972. Luego vislumbramos dos misiones de exploración hacia Marte. Una es una misión de corta duración de 60 días, y la otra se acercaría a 500 días, en la segunda misión y eso nos llevaría al año 2019.

La misión de Referencia del Diseño de Marte James Cameron, el transporte de superficie provisto de ruedas. Crédito: J. Cameron

De la forma en que el Programa Apollo fue iniciado, el entonces Administrador de la NASA, Sr. Webb, dijo al Vicepresidente [Lyndon Johnson] después de una deliberación de veinticuatro horas que se podrían ir a la Luna y regresar en esta década, por 20 billones $. Y el costo final fue de 22.4 billones $, comenzando desde cero.

Si usted busca en el resumen de noticias en la NASA allá por los primeros 60. Se estaba fortaleciendo la infraestructura, construyéndose los Centros Espaciales Johnson y Marshall. Y el Cabo era estrictamente palmitos, serpientes de cascabel, y palmeras. En 6 años, se construyó el Edificio de la Ensambladura del Vehículo (VAB), y lanzamos el primer pabellón de Saturno. Y la mayoría de eso hubo terminado con una regla de cálculo también.

La Saturn V y el Apollo debieron de ser las interfaces más simples, como un cuchillo de carne y en las dos naves espaciales, simplemente las presiones de la cámara de empuje de las plataformas y las presiones del tanque, iluminadas con lo que yo pienso eran dos alambres por si acaso tuviéramos que asumir el control y volar manualmente el Saturn V, lo cual podríamos hacer. Así fue. Fue la interfaz más limpia.

La misión de Referencia de Diseño de Marte James Cameron, la Tierra a Marte el transporte nuclear. Crédito: J. Cameron

[Referente a las recomendaciones de hoy para la Luna y Marte, uno debería] impulsar el estado actual de la tecnología en caso de necesidad, muy importante. Y estar seguro de que los perfiles y la tecnología que impulsamos tienen riesgos aceptables. A continuación, el uso óptimo del hombre en la tecnología de circuitos, para no sobrecargar a un hombre donde un robot o una máquina pueden hacer mejor las cosas. ¿En la aviación lo vemos eso, el 727 se puso en marcha, y había tres personas en el 727? Y ahora estamos con el 777, con 2 personas en la cabina del piloto volando muy seguras. Y ese fue un gran debate si usted recuerda allá por los 80, y también nuevamente en el Apollo, lo original, el programa de ordenador, fue increíble, desgastábamos nuestros dedos. Pete Conrad y yo ayudamos a reescribir el programa después del trágico fuego y lo paralizaron durante un período de tiempo. Así hay un montón de cosas que las computadoras y las máquinas pueden hacer, y les pueden dejar hacer eso y dejar al hombre ser optimizado para lo que pueda hacer.

Delimitar el tiempo de desarrollo a no más de 10 años y es de hecho lo más largo que requiere, el costo aumenta. Los sistemas redundantes y primarios versus una confianza grande en el mantenimiento interior a bordo. La Estación Espacial tiene una cierta cantidad de eso, pero fuera de la Luna será difícil, y en Marte será difícil hacer cualquier cosa sobre eso.

Diez años es el límite exterior, y probablemente el punto extremo más distante en esa tentativa sería la parte nuclear sobre eso. Pero, sabe, la parte básica para comenzar la capacidad operacional inicial, porque tiene algunos elementos que tengan algún empuje pesado con la Lanzadera Espacial, se modifica y se trabaja desde eso.

Mirando hacia atrás Crédito: NASA

Permitir software para operar sin comprobar, se convierte en una restricción en vez de un elemento de soporte. Pienso que si usted mira al Apollo, uno de los puntos extremos largos en la tentativa fue el software. Usado para tener sábados negros todo el tiempo y nosotros no tuvimos de tal manera muchas palabras en la computadora. Y lo mismo con la Lanzadera Espacial, el software fue una de las restricciones principales para ponerlo en el aire, y también el software en la Estación Espacial, increíble de las líneas originales de código hacia donde está instalado ahora.

Lo último, cuando usted está equivocado, dice que usted está equivocado. Ese fue el cuadro con el que disparé el Apollo 10. Desmentimos a la Sociedad Británica de la Tierra Plana. La Tierra está alrededor.

Pues bien, las arquitecturas que sacamos de la nada fueron, primero, tomamos los recursos mínimos allí, y esa es la exploración de Marte. Y lo que esto era, fue una exploración volver a la Luna y luego hacer su ciencia y su exploración, sino que también hacer la mejor simulación que podríamos para seguir hasta Marte.

¿Por qué deberíamos volver a la Luna? Ese interrogante fue preguntado entre nuestros grupos. Por qué deberíamos ir a la Luna, hemos estado allí. Sin embargo como continuamos en estos meses de deliberación, se determinó que la Luna sería un lugar ideal de experimentación. También podemos hacer ciencia allí. Se llevaría el tipo de hábitat, los exploradores, la nave espacial que se tendría en Marte, se puede probar eso en la Luna, son sólo 3 días fuera. Y es dirigido en el espacio profundo.

[Para llegar a Marte], podemos tener una ventana cada 26 meses, y la cantidad de energía que lleva se repite a sí misma en la sinusoide cada 15 años. Y el 2003 acierta a ser el año de mínima energía, y vimos a estos dos exploradores allá arriba ahora, desplazándose a Marte en sólo 6 meses, algunas veces lleva sobre un año salir de allí.

Y así desde el tiempo que iniciamos el Grupo de Síntesis que vimos que 2018 serán una era de energía mínima y para comenzar por abajo en esa curva, comenzando con 2014 y saliendo fuera allí.

La misión lunar Clementine muestra el Polo Sur de la luna. El centro de la región permanentemente ensombrecida presenta indicios de cráteres de meteoros y hielo nunca expuesto a luz del sol directa. Crédito: NASA/DOD Clementine

Pero la parte exploratoria estaría hecha allí primero en la Luna, y simularía lo que se haría en Marte y podría simular el tiempo de tránsito. Usted baja a la Luna y trabaja hacia atrás, y tendría un factor de seguridad grande porque Marte con un 38 por ciento de la gravedad de la Tierra y la Luna, 16 por ciento de la gravedad, tiene un buen factor de seguridad con el que trabajar y se simularía luego lo que usted haría en Marte, en la Luna para tener cuidado de eso.

El siguiente énfasis, de ciencia, esto requiere mucho más recursos. Miraría áreas como unos grandes telescopios de interferómetro de la línea base investigando el espacio profundo donde teóricamente usted podría ver planetas alrededor de estrellas, usted luego tendría también más en Marte. Éste es un tipo mucho más ambicioso de arquitectura.

Lo siguiente, para la permanencia en la Luna, esta enfatizada presencia humana estaría en aumento, tendríamos capacidad operacional inicial y luego tendríamos subsiguiente capacidad operacional y entonces también tendríamos la exploración de Marte parecida a la arquitectura uno.

Y luego la utilización del recurso del espacio, que fue lo que llamamos el comodín, los recursos más lejanos requeridos, sino que también podríamos presentar un regreso lejano mejor aquí a la Tierra. Y otra vez, al final del estudio de un año, está aquí, América en el umbral (hubo 80) algunas cajas de libros presentaron a la NASA detrás de eso, pero eso es lo que nosotros tuvimos.

[La primera opción es más como la actual]. Fue simplemente para la Luna hacer alguna mínima exploración y asegurarse, usted sabe, que el equipo que tuvo iría a Marte... El programa Géminis y el Apollo se construyeron uno en la parte superior del otro y esto está construido en la misma forma y aquí tuvimos lo que salió afuera. Usted ve las exploraciones en ciencias, una de ellas es la presencia humana. Y luego el desarrollo de los recursos del espacio. Así es que esto fue el primero, y luego tuvimos al segundo. La permanencia en la Luna fue el tercero que mencioné, y el cuarto fue el desarrollo de los recursos del espacio, pero todos ellos tuvieron ese tema común de exploración y ciencia, de presencia humana y desarrollo y recursos espaciales. Así es que usted podría tomar varias partes de ellas.

Lo siguiente un que entró fueron los requisitos de la iniciativa de exploración del espacio en el programa del empuje pesado. Esto es algo modificado como usted sabe, porque cuando la administración cambió al final de 1992, la iniciativa de exploración del espacio fue eliminada. El DoD continuó adelante con el vehículo consumible de lanzamiento, con el vehículo consumible de lanzamiento desarrollado, pero tienen capacidades que están algo limitadas a algo más de creo que 40000 a 50000 libras. Y para hacer esto y volver a la Luna y continuar hacia Marte, usted necesita mucho más que eso. Estimamos en nuestras recomendaciones que tenemos aproximadamente 150 a 250 toneladas métricas para una órbita baja en la Tierra.

Uno cosa que ha cambiado también es la miniaturización que ha continuado adelante con relación a la electrónica. Las cargas y las partes de aterrizaje y los desarrollos del material en la superficie lunar de Marte se han vuelto más ligeros, así es que por lo tanto, usted podría hacer eso con menos empuje en una órbita baja en la Tierra. Como continuamos adelante, usamos el Laboratorio de Propulsión a Chorro dirigiendo trayectorias y simulaciones.

La robótica de Marte pavimenta la carretera hacia el Planeta Rojo Crédito De Imagen: JPL

Dijimos eso al volver de la Luna, ya que la propulsión química fue adecuada como hicimos en el Apollo. Pero para traspasar eso, a Marte, como, voy de memoria ahora, pero para ir de una órbita baja en la Tierra a la órbita lunar y regresar para aterrizar, es de aproximadamente 5 kilómetros por segundo. Para ir de una órbita baja en la Tierra a la órbita de Marte, dependiendo de donde está usted, la sinusoide de 15 años varía de aproximadamente 8 kilómetros por segundo a 24 kilómetros por segundo, así es que esa es una cantidad grande de incremento. A lo que usted tiene que añadir salir allí.

Se volvió obvio el auge de la tecnología de cohetes termales nucleares, determinamos, que era la única forma práctica real para ir a Marte. Para la Luna, la propulsión química fue perfectamente aceptable como nosotros la hicimos. Pero para ir a Marte la cantidad de energía requerida, básicamente querría que la humanidad tenga un cohete termal nuclear. Desarrollamos ese capacidad en los Estados Unidos a finales de los 60 y al principio de los 70 con el programa NERVA, mostró un impulso específico de 845 segundos, fue dirigido continuamente en una ocasión durante más de una hora e hizo aproximadamente 28 puestas en marcha automáticas y apagados, pero no hubo una misión para ella, así es que se suprimió. Fue la opinión del grupo después de todo el estudio que la tecnología del cohete termal nuclear necesitó ser desarrollada para la misión a Marte.

Puede perfectamente estar seguro en la forma con la que se tiene todos los factores de seguridad (la física nuclear que en caso que por alguna razón ocurre no sigue), no va a suministrarle radioactividad alguna en cualquier lugar. El único tiempo que usted tiene radioactividad es cuando tira de las barras de control y para entonces, usted está en la órbita de la Tierra dirigiéndose fuera. Así es que no va a afectar a nada aquí en la Tierra.

La siguiente, tecnología de energía nuclear espacial basada en [Iniciativa de Exploración Espacial- Space Exploration Initiative's] los requisitos SEI (hacer el trabajo adecuado para en conjunto procesar), para el trabajo adecuado en ambas la Luna y particularmente Marte, se necesitaba energía nuclear eléctrica basada en el espacio. Esto también podría, lo determinamos más tarde, ser usado para la propulsión de bajo nivel (la trayectoria) para acelerarle usando propulsión iónica o (dinámica de magnetoplasma). También quiero alabar a Sean O'Keefe, que dentro de los primeros 2 a 3 meses de su gerencia, extendió iniciativas nucleares de la NASA para comenzar a desarrollar este tipo de tecnología.

La prioridad número uno es la seguridad de la tripulación. En el Apollo, fue del 99.999 por ciento. El éxito de la misión fue 0.90. Y el Apollo 13 no fue un éxito en las condiciones de finalización de la misión. Fue de 0.99 allí afuera tan lejos como la seguridad de la tripulación. Otra vez, usted sabe, no es un riesgo gratuito. Esto ha sido bien demostrado.

El hielo seco y escarcha en Marte. Crédito: Viking / JPL

Los experimentos enfocados en las ciencias de la vida (el riesgo más grande es que se extingan allí), usted sabe, si se da por supuesto que ha obtenido sistemas caídos donde el fallo de los sistemas estuviera caído sería a causa de la radiación. Pienso que esta cuestión fue preguntada acerca del riesgo, y entendemos que medianamente bien. Se tiene radiación cósmica galáctica, muy difícil de escudar sin embargo, no es tan resistente. Entendemos que la cosa más importante es la radiación solar, y es cíclica. Sino que también usted puede tener una serie de llamaradas no previstas.

Si usted vuelve a la historia, entonces fuimos buenos en el Apollo, pero también tuvimos suerte. Después del Apollo 8, una llamarada grande ocurrió. Y luego en el último año hicimos las últimas dos misiones Apollo, Apollo 16 fue en abril de 1972, Apollo 17, la último fue en diciembre. En agosto de 1972, una de las llamaradas solares más grandes nunca registradas hizo erupción instantáneamente aunque tratamos de rastrearla y predecirla. Y si hubiéramos tenido a dos tripulantes en la superficie, habrían recibido posiblemente una dosis letal de radiación. Podrían haber logrado regresar al módulo lunar y orbitar, pero tendrían una vida medianamente corta. Es un riesgo, pero hay formas para escudarse contra él, y discutiremos eso en simplemente unos pocos minutos.

Pero nosotros entendemos acerca del riesgo para los seres humanos. Y en los experimentos enfocados en las ciencias de la vida. El cuerpo humano necesita aproximadamente 6 libras 1/2 (casi 3 Kg) de agua al día, (2.5 libras (1.1 Kg) de oxígeno y aproximadamente 1.5 libras (0.7 Kg) de comida sólida), y la mayoría de americanos llegan a más que eso.

[Risas]

En el Centro Espacial Johnson, dirigieron un mantenimiento de vida cerrado para reciclar oxígeno y agua, para personas hasta 90 días, funcionó muy bien, casi ninguna pérdida de agua u oxígeno. Éste es uno de los criterios para ir fuera a la Luna y particularmente a Marte. Si usted tiene que llevar todo el agua y el oxígeno, es muy difícil hacer eso.

Hicieron un estudio de 90 días, de cuatro personas y de circuito cerrado, y se acabó [en el Centro Espacial Jonson] en 1997. Cerraron completamente el circuito de agua y el circuito de oxígeno y la cantidad de pérdida de agua y de oxígeno fueron ínfimos. Así es que este tipo de tecnología necesita ser puesto a bordo y ha demostrado, y llevado para la Luna y el Marte, que reduce drásticamente su peso de arranque bruto.

El programa del empuje masivo, lo (hemos discutido eso antes). Probablemente discutí mucho sobre eso justo yendo a través de los esfuerzos iterativos y, hoy el modificado Shuttle, pienso que puede tomar entre 60 y 80 toneladas métricas. Tomaría varios de esos conjuntamente con una serie de (si bien usted quiere mantener la unión básica en el espacio en un mínimo), pero eso ha adelantado bastante en los pasados 12 años y es asombroso. Hoy con CAD, con Internet, de Rusia, Japón, de los países europeos, hemos juntado una interfaz precisa, y aun me ha sorprendido qué bien han ido con la Estación Espacial juntos y han encajado bien. No es probablemente tanto un problema básico como se esbozó en aquel entonces, así es que hay mejora.

El cohete termal nuclear que nosotros discutimos. Pienso definitivamente que éste necesita ser hecho, y lo conseguiremos (requerirá un período de tiempo), y éste para mí es el punto extremo en la tentativa de ir a Marte es ese cohete termal nuclear.

La tecnología de la energía nuclear espacial (eso se acercaría a cinco megawatts), estimamos nosotros. Y el mínimo con el que comenzaríamos sería 100 kilovatios. El Programa Prometheus de la NASA ahora se ha puesto en marcha, pero el programa bajo el cual está (el programa Jupiter Icy Moon Orbit) JIMO estoy preocupado por que éste necesita realmente ser enfocado y tener una atención adecuada de la dirección para completar este desarrollo nuclear. Tuvo uno previo en el espacio (de la NASA), tan lejos como la energía nuclear espacial, y no fue demasiado exitoso. Pienso que fue el SP-100.

El prototipo de nave espacial de combustible nuclear JIMO, con su forma pesadamente afinada. Crédito De Imagen: NASA/JPL

Para estos experimentos científicos sobre la vida (están en curso también), se necesita llevar puestos trajes, y vestidos presurizados ligeros. Porque si cualquiera de ustedes alguna vez ha llevado puesto un vestido presurizado y no está bien adaptado, es como hacer un concurso de caligrafía usando guantes de boxeo. Es muy difícil.

Cuando iniciamos el entrenamiento submarino después de mi segunda misión, el astronauta de Géminis Gene [Cernan] perdió 10 1/2 libras (aproximadamente 4.8 Kg.) en 2 horas afuera y nosotros habíamos pasado un tiempo duro devolviéndole adentro. Allí es necesario mucho desarrollo en vestidos presurizados. De peso más ligero, mucho más flexible, particularmente en los guantes y en la habilidad de las manos. Esto estaba en curso cuando se suprimió. Allí es necesario un esfuerzo, allí ha habido bastantes progresos, pero para un gasto medianamente pequeño de dinero, una mejora supletoria en esos trajes puede estar hecha.

Así es que a usted le gustaría tener la misma agilidad que tiene aquí a nivel del mar, pero pienso que va a ser imposible, pero usted lo puede lograr casi. Y la mayor parte de esos trajes, tuvimos 3.5 libras de presión por pulgada cuadrada (0.25 Kg/cm2) en Géminis, y en el Apollo cerca de 4.1 (0.29 Kg/cm2), y hoy en la Estación Espacial cerca de 4.3 libras por pulgada cuadrada (0.3 Kg/cm2).

Los rusos tienen un sistema único, y si se meten en un lío, pueden aminorar la presión. Nosotros no podemos. Así es cómo Leonov salvó su vida y regresó, fue un peligro, pero se puede aminorar la presión. Han tenido el mismo problema con sus vestidos presurizados, pero con un desarrollo adecuado, podemos tener algunos trajes muy efectivos. Si usted va a vivir en la Luna durante una larga temporada o en Marte, entonces tendrá que tener un vestido presurizado que es muy bueno y no gravará mucha de su fuerza.

La tierra en la perspectiva desde la Luna Crédito De Imagen: Simulación NASA/GSFC

Vamos (tengo las prioridades de tecnología). Allí. Y otra vez tenemos (ésta fue la orden de prioridades de las tecnologías de respaldo para éste), y hemos hablado acerca de ello (pero esa fue una prioridad). Si usted no tiene un empuje masivo, entonces será imposible hacer esto, propulsión termal nuclear, energía adicional. La transferencia Criogénica y el almacenamiento a largo plazo particularmente en la misión a Marte con hidrógeno líquido. Incluso en la mejor instalación, se pierde cerca de 1 por ciento al día en evaporación. La instalación y la tecnología son mejores, pero ese es un problema. Rusia ha tenido un atracamiento automatizado de la Soyuz al Mir y ahora a la Estación Espacial. Es un problema de ingeniería, 50 a 100 toneladas de atracamiento. Puede haber terminado con la fuerza de torsión correcta para las proporciones de inercia. Y eso es algo que necesita ser completado.

Los efectos de la radiación y el blindaje. Conseguimos un blindaje adecuado de alrededor 16 gramos por centímetro cuadrado de agua. Y lo mejor para negar la radiación entrante es realmente el átomo de hidrógeno, y de esto, lo mejor es realmente agua. Y con eso, eso detendría todas las llamaradas solares y cualquier radiación secundaria que vendría adelante.

La Telerobótica, punto muy importante cuando esté en la Luna o en Marte, que podría tener allí una serie de esfuerzos entre ambos la parte humana y la nave espacial de tipo robótica controlada por las tripulaciones de vuelo. Los sistemas de soporte de vida cerrados, que fueron mencionados brevemente, tienen que cerrar el circuito para el oxígeno y para el agua. Ahora, dijimos que no fue factible hacer un intento en cerrar el circuito para la comida. Simplemente ya sea en la Luna o las misiones en Marte que consideramos. Y eso nos llevaría un camino hacia más allá del 2020.

Si va realmente a ser allí en esa tercera arquitectura durante mucho tiempo, entonces quedarse por mucho tiempo en la Luna, se miraría posiblemente en reciclar la comida, pero básicamente no tiene sentido tan lejos como las otras misiones. Podría tomar eso con usted. Podría proporcionar la cantidad de carga útil en la órbita baja de la Tierra.

La misión de Referencia de Diseño de Marte James Cameron, el despegue de Marte en el viaje de ida y vuelta. Crédito: J. Cameron

El Transhab salió del Laboratorio Lawrence Livermore, una estructura inflable con un vehículo de reentrada. Éste es un cuarto de una habitación, inflable, peso muy ligero. Cambia de dirección fuera de la forma en que estaba construido, usted ve las áreas grises arriba y más bajo, este tipo de estructura, se demostró, que tiene realmente más protección frente a micrometeoritos de lo que la Estación Espacial que vuela ahora mismo tiene. Es más con tanques de agua alrededor, le escuda adecuadamente de la radiación, de la radiación solar y un poco de la radiación cósmica galáctica.

[El viaje hacia Marte es] algo así como de 240 días si se utiliza propulsión química y 100 días o menos si usted utiliza propulsión termal nuclear. Con justo un incremento leve en la nuclear termal, se puede recortar el tiempo de tránsito hacia abajo de 240 días a 130. Y si usted tiene cualquier propulsión de energía eléctrica, por ende la propulsión iónica, la puede recortar a alrededor de 60 días. Ahora, esto reduce drásticamente su peso de despegue bruto y directamente guarda relación con el costo y la puesta en escena y todo lo demás.