La misión de la NASA tiene un mal comienzo después de la falla de Astra

Cuando el pequeño Rocket 3.3 de Astra despegó de su plataforma en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral el 12 de junio, todo parecía estar bien. De hecho, la misión estaba progresando exactamente como estaba planeado hasta su finalización: el motor Aether de la segunda etapa del propulsor parecía estar funcionando normalmente hasta que se apagó abruptamente aproximadamente un minuto antes de lo previsto. Desafortunadamente, la mecánica orbital no es más que exigente, y una quema de motor que termina un minuto antes bien podría no haber ocurrido nunca.

Según los valores de telemetría mostrados en la pantalla durante la cobertura en vivo del lanzamiento, la etapa superior del propulsor alcanzó una velocidad máxima de 6,573 kilómetros por segundo, muy por debajo de los 7,8 km/s necesarios para alcanzar una órbita terrestre baja estable. Aunque la transmisión de video se cortó tan pronto como quedó claro que algo había salido mal, la física rígida de los vuelos espaciales significa que hay pocas dudas sobre la secuencia de eventos que siguieron. Sin la energía para permanecer en órbita, la etapa superior del cohete se habría quedado en una trayectoria suborbital, eventualmente reingresando a la atmósfera y quemándose unos miles de kilómetros río abajo desde su punto de partida.

Por supuesto, no es ningún secreto que los vuelos espaciales son difíciles. Doblemente para una startup que tiene solo unos pocos vuelos exitosos en su haber. Sin duda, Astra determinará por qué su motor se apaga antes de tiempo y hará los cambios necesarios para asegurarse de que no vuelva a suceder, y si su historial es una indicación, es probable que vuelvan a volar en breve. Diseñado para una competencia de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) que buscaba estimular el desarrollo de cohetes pequeños y económicos capaces de lanzar cargas útiles en poco tiempo, la familia de cohetes Astra ya ha demostrado una agilidad operativa excepcionalmente alta.

Astra y el diseño Rocket 3.3 vivirán para volar de nuevo. Pero, ¿qué pasa con la carga útil que el propulsor tuvo que poner en órbita? Es un poco más complicado. Fue el primero de tres vuelos planeados para ensamblar una constelación de pequeños CubeSats como parte de la misión TROPICS de la NASA. La agencia espacial ya ha emitió un comunicado diciendo que la misión aún puede lograr sus objetivos científicos, aunque con una cobertura reducida, suponiendo que los satélites restantes lleguen a la órbita de manera segura. Pero si alguno de los próximos lanzamientos falla, ambos actualmente programados para volar en los cohetes de Astra, parece poco probable que el programa TROPICS pueda lograr su objetivo principal.

Entonces, ¿qué es exactamente TROPICS y por qué la NASA basó su éxito en la capacidad de un vehículo de lanzamiento pequeño y relativamente inmaduro para realizar múltiples vuelos con su hardware a bordo? Echaremos un vistazo.

Acércate a la acción

No hay escasez de satélites meteorológicos en órbita terrestre, pero operan en gran medida aislados unos de otros. En parte porque todos tienen diferentes edades y habilidades técnicas, pero en gran parte porque siempre se han diseñado como misiones independientes. La misión TROPICS (Observaciones resueltas en el tiempo de la estructura de la precipitación y la intensidad de la tormenta con una constelación de Smallsats) tiene como objetivo cambiar fundamentalmente este enfoque mediante el uso de una constelación compuesta por CubeSats idénticos en órbita terrestre baja. Estos dispositivos están equipados con radiómetros de microondas de alta resolución. que puede escanear la trayectoria del satélite sobre el suelo, y con una alineación cuidadosa de sus planos orbitales, debería poder proporcionar escaneos de cualquier tormenta dada aproximadamente cada hora.

En comparación con los satélites más tradicionales, incluso el relativamente moderno NOAA-20 que se lanzó en 2017, esta es una gran mejora. Al operar de forma independiente, estos satélites solo pueden generar imágenes de una tormenta cada cuatro a seis horas, lo que deja brechas críticas en la cobertura. Los escaneos rápidos que ha hecho posible la constelación TROPICS prometen mejorar en gran medida nuestra capacidad para pronosticar y rastrear ciclones tropicales mortales, que se han vuelto cada vez más frecuentes en las regiones del Atlántico Norte y Medio. Según la NASA, esta región ha visto un récord de 30 tormentas con nombre en 2020, y los modelos climáticos esperan que las cosas empeoren a partir de aquí.

TROPICS fue diseñado para usar seis CubeSats 3U, cada uno mide 36 cm (14,2 pulgadas) de largo y pesa solo 5,34 kg (11,8 libras). Con la pérdida de los dos primeros satélites el 12 de junio, la constelación se reduce a cuatro. Los satélites restantes aún podrán generar imágenes de tormentas tropicales y, sin duda, proporcionarán datos útiles, pero la cobertura global reducida significa que el tiempo entre sobrevuelos aumentará. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, incluso con una capacidad reducida, TROPICS aún debería poder entregar datos más rápido que las plataformas existentes.

Aunque tuvo un comienzo decepcionante, debe recordarse que TROPICS fue, en última instancia, una misión experimental de bajo costo. Incluso si los tres lanzamientos hubieran salido según lo planeado, se suponía que la misión solo duraría un año. Siempre que un solo TROPICS CubeSat pueda alcanzar la órbita y usar su equipo para escanear una tormenta tropical activa, se habrán cumplido los objetivos científicos de la misión, si no los objetivos ambiciosos.

La entrega especial

Naturalmente, uno se pregunta por qué una constelación de solo seis satélites tiene que ser lanzada en tres cohetes diferentes. Después de todo, SpaceX lanzó hasta 60 de sus satélites Starlink por lanzamiento para crear su propia constelación. ¿No podrían haberse lanzado los seis TROPICS CubeSats al mismo tiempo si la NASA hubiera reservado su pasaje en un cohete más poderoso?

Técnicamente, sí. Pero entonces no se habrían colocado en los planos orbitales apropiados para lograr el propósito declarado de la misión de sobrevuelos cada hora. Es cierto que este objetivo probablemente ya sea imposible de lograr debido a la pérdida inesperada del primer par de naves espaciales, pero si todas hubieran sido lanzadas a lo largo de la misma ruta orbital, su cobertura habría sido tan limitada como la de los satélites meteorológicos tradicionales.

¿No podrían los satélites haber podido maniobrar en sus órbitas adecuadas una vez que cayeron, como lo hacen los satélites Starlink? Quizás si fueran más grandes y tuvieran sistemas de propulsión lo suficientemente potentes. Pero los cambios de plano orbital (es decir, cambiar la inclinación a la que una nave espacial orbita en relación con el ecuador) consumen una cantidad increíble de energía, especialmente en la órbita terrestre baja, y los diminutos CubeSats de 3U simplemente no tienen la capacidad de realizar maniobras de esta escala. .

Dados los objetivos específicos de la misión y las limitaciones de los satélites pequeños y económicos en vuelo, el cohete de Astra es en realidad el vehículo perfecto para transportar TROPICS. De hecho, las necesidades de esta misión no están tan alejadas de la competencia DARPA original para la que Astra desarrolló su propulsor. Los militares querían un cohete que pudiera poner pequeños satélites en órbitas muy específicas sobre la tierra de forma rápida y económica con fines de reconocimiento, pero sucede que esos satélites en particular están más preocupados por la fuerza y ​​el movimiento de las tormentas tropicales que por las tropas y los tanques.

Por eso, a pesar de este decepcionante contratiempo, es casi seguro que los dos próximos lotes de satélites TROPIC volarán en los cohetes de Astra, aunque ahora tendrán que esperar a que se investigue el incidente del 12 de junio. Si bien otros pequeños impulsores, como Electron de Rocket Lab e incluso LauncherOne de Virgin Orbit, podrían intervenir si es absolutamente necesario, no es necesario subestimar el costo y el gasto de adaptar la misión a un nuevo lanzador. Además, como dice el refrán: Más vale tarde que nunca.