Una imagen tomada por el módulo de aterrizaje lunar Peregrine antes de morir.(Crédito de la imagen: Astrobotic)
Han pasado unos siete meses desde que Peregrine, un módulo de aterrizaje plateado que disparó a la Luna, ardiera sobre el océano Pacífico.
La misión fue un desafortunado (y bastante prolongado) fracaso. Tras su lanzamiento el 8 de enero, Peregrine pareció vagar por el espacio durante más de una semana sin llegar demasiado lejos, para finalmente volver hacia la Tierra y acabar en nuestro planeta hecho pedazos. Además, esta saga fue especialmente tensa porque Peregrine era muy importante. Llevaba el peso de ser la primera misión contratada del programa comercial de carga lunar de la NASA, fue la nave espacial seleccionada para volar a bordo del viaje inaugural del cohete Vulcan Centaur, y guardaba obedientemente experimentos, arte y bitcoin destinados a encontrar su lugar de descanso final en la Luna.
Desde la desaparición de Peregrine el 18 de enero, los creadores del módulo de aterrizaje, Astrobotic Technology, han estado trabajando en la autopsia de la misión, encargando el trabajo a 34 expertos gubernamentales, de la industria y de la propia empresa. El martes 27 de agosto se dieron a conocer los resultados. En resumen, parece que Peregrine tenía una válvula de control de presión de helio defectuosa. Se llama PCV2.
Según el informe posterior a la misión de Astrobotic, la PCV2 experimentó lo que se conoce como una «pérdida de capacidad de sellado» debida muy probablemente a (prepárate para un trabalenguas) «un fallo mecánico causado por la relajación iniciada por vibración entre los componentes roscados internos de la válvula.»
«Piensa en un tornillo y una arandela, y un componente roscado», dijo a la prensa el martes (27 de agosto) John Horack, que presidió el equipo de investigación y la junta de revisión de la misión. «Si lo agitas lo suficiente, puedes obtener alguna configuración mecánica que impida el sellado de la válvula».
Esto tuvo repercusiones: el hecho de que la PCV2 perdiera su capacidad de sellado significaba que lo que se suponía que debía sellar no estaba bien sellado. Básicamente, la PCV2 (y su homóloga, la PCV1) controlaba el flujo de helio gaseoso entre distintos tanques. La PCV1 se encargaba del flujo entre el tanque presurizador y los tanques de combustible, mientras que la PCV2 se encargaba del flujo entre el tanque presurizador y los tanques de oxidante. Así, al no funcionar el PCV2, no podía regular correctamente el flujo de helio que tenía asignado.
«No es muy distinto de cuando el fregadero empieza a gotear en la cocina», explica Horack. «El agua atraviesa la junta y sale por el otro lado, pero en este caso es helio y está a alta presión, por lo que es mucho más difícil de confinar».
De nota, el informe de Astrobotic menciona que el PCV2 era un riesgo conocido en Peregrine. En primer lugar, la empresa cambió de proveedor de PCV en agosto de 2022, durante la construcción del módulo de aterrizaje, un cambio que se produjo porque los componentes originales de PCV utilizados para controlar la presión de helio en los tanques de combustible y oxidante estaban «fallando repetidamente.» Sin embargo, tras ese cambio y después de que se instalaran los PCV del nuevo proveedor, el nuevo PCV1 también encontró fugas durante las pruebas.
El equipo pudo solucionar el problema del PCV1 con bastante rapidez porque se encontraba en una zona de fácil acceso de la nave, pero el PCV2 no se volvió a comprobar. Esto se debe en parte a que no falló durante las pruebas y en parte a que se encontraba en el interior de la nave. «Para repararlo o sustituirlo habría sido necesario intervenir quirúrgicamente en la nave para extraer elementos clave -grandes elementos- de la nave, lo que habría invalidado las pruebas de aceptación que acabábamos de completar», declaró durante la conferencia Sharad Bhaskaran, director de la misión Peregrine. «Y se trata de pruebas muy costosas y que requieren mucho tiempo».
«Eso, junto con el riesgo de causar daños si hubiéramos desintegrado y vuelto a montar la nave, nos llevó a la conclusión de que lo mejor era pasar a la siguiente fase del programa, y no sustituir el PCV2, y proceder al vuelo», añadió Bhaskaran.
Juego por juego
Para llegar a esta conclusión en conjunto, el equipo utilizó una válvula adicional para modelar el PCV2 en un entorno controlado y, a continuación, obligó a esa válvula a someterse a condiciones similares a las que soportó el PCV2 durante su viaje al espacio. Por ejemplo, la réplica de la PCV2 fue sometida a choques, vibraciones y ciclos presurizados en tierra. A continuación, el equipo midió qué tipo de fugas provocaría el modelo arrojado; de hecho, la tasa de fugas identificada fue «aproximadamente equivalente» a la que presentó Peregrine.
«Después de un número moderado y pequeño de ciclos, la válvula tuvo una fuga que se podía oír a un metro de distancia», dijo Horack.
Además, el informe señala que «el desmontaje posterior de la válvula mostró que una junta roscada de la válvula estaba aflojada, y que la junta tórica del asiento primario de la válvula se había dañado a lo largo de la superficie de sellado.»
Esta conclusión también permitió a la junta de revisión elaborar una especie de resumen de la corta vida de Peregrine.
El informe explica que, después del lanzamiento, todo se veía bien. Después de la separación, todo se veía muy bien. El problema parecía ocurrir específicamente después de que PCV1 y PCV2 fueron accionados. PCV1 fue el primero, funcionó bien, y luego se apagó como estaba previsto. PCV2, sin embargo, mostró signos de error durante el apagado.
«La telemetría mostró un aumento continuo e incontrolado de la presión en los tanques de oxidante aguas abajo del PCV2 y también una disminución de la presión en el tanque de helio», señala el informe.
Menos de 90 segundos después, se alcanzó un máximo. Entonces, los operadores ajustaron la trayectoria de Peregrine a una posición orientada hacia el sol, como estaba previsto (para cargar sus paneles solares), sólo para presenciar un cambio de actitud inesperado. El fallo del PCV2 había forzado la rotura de un tanque de oxidante, lo que aplicó un par externo a la nave. Hubo tres intentos infructuosos de arreglar el problema en ese momento pero, incluso cerrado, el PCV2 tenía fugas internas. En ese momento, el equipo no tuvo más remedio que dejarse llevar.
«Creo que las decisiones que se tomaron en cada momento fueron decisiones de ingeniería acertadas y decisiones programáticas acertadas», dijo Horack. «Si me vas a preguntar qué me gustaría haber tenido, me gustaría haber tenido un diseño más robusto de la válvula».
Tras unas dos horas, la fuga se calmó – pero Peregrine ya estaba muy lejos. Pronto, el equipo consiguió recuperar una imagen captada por una de las cámaras del módulo de aterrizaje que mostraba parte de su aislamiento todo hinchado. «Esto proporcionó la primera prueba visual de la anomalía al mostrar un desplazamiento en las mantas térmicas MLI que envolvían el módulo de aterrizaje y apoyó la hipótesis de la rotura del tanque oxidante», dice el informe.
Astrobotic publicó este selfie, capturado por su alunizador Peregrine el 9 de enero de 2024. (Crédito de la imagen: Astrobotic)
En ese momento, los operadores hicieron una maniobra para que la nave apuntara al sol lo antes posible porque sus baterías habían empezado a agotarse. La maniobra funcionó. Entonces, el equipo intentó continuar con el plan de llevar a Peregrine -cojeando o no- a la Luna. No funcionó, sobre todo porque era muy difícil maniobrar la nave después de la fuga.
El aterrizaje ya no era una posibilidad, y los operadores empezaron a buscar un resquicio de esperanza purgando la nave espacial de todos los datos posibles para poder asegurarse de que esto no vuelva a ocurrir.
«Diré que nuestro equipo de operaciones de misión aprendió por las malas -bueno, sobre la marcha- y ahora tienen mucha experiencia sobre cómo pilotar esa nave espacial en el espacio cislunar, incluso con una condición anómala.» Steve Clark, Vicepresidente de Aterrizadores y Naves Espaciales de Astrobotic, declaró durante la conferencia. «El equipo está bien curtido ahora».
Y hay una razón para mirar hacia adelante.
This isn’t the end
El equipo está planificando su próximo módulo de aterrizaje lunar, conocido como Griffin, cuyo lanzamiento está previsto para finales de 2025 a bordo de un SpaceX Falcon Heavy y que aterrizará en el polo sur lunar. «En realidad, hemos mejorado la fiabilidad del sistema de propulsión de Griffin», dijo Clark, citando cosas como tanques más grandes y un sistema de alimentación más largo porque es un módulo de aterrizaje más grande.
«Si esa válvula fallara de la misma forma que en la Misión Peregrine Uno, hay un sistema de reserva que podría controlar el helio», dijo John Thornton, CEO de Astrobotic durante la conferencia.
Por ejemplo, explicó, hay una válvula de bloqueo que el equipo añadió, así como algún apoyo adicional de un regulador de presión de helio. «Es ligeramente diferente de la válvula que voló en Peregrine», dijo Clark. «Es el mismo proveedor, pero hemos trabajado estrechamente con ellos para rediseñar el funcionamiento interno».
Y, aunque Griffin no tendrá la oportunidad de convertirse en el primer módulo de aterrizaje comercial en tocar la Luna -el módulo de aterrizaje Odysseus de Intuitive Machines ganó el título poco después de que Peregrine encontrara su fin-, será una muesca importante en la línea de tiempo de los proyectos lunares comerciales en su conjunto.
¿En cuanto a Peregrine? Bueno, un aspecto de esta historia que el equipo está seguro de destacar es cómo la Misión Peregrine Uno formaba parte del programa de Servicios Comerciales de Carga Lunar de la NASA, o CLPS. El objetivo de CLPS es crear un mercado en el que las empresas puedan construir módulos de aterrizaje lunar a un coste relativamente bajo, y luego la NASA (y cualquier otra entidad) pueda pagar por poner cosas en ese módulo de aterrizaje. En resumen, el presupuesto de Peregrine no era terrible. Fue de unos 100 millones de dólares, lo que es mucho, pero bastante modesto para el mundo de la exploración espacial. Pensemos en el telescopio espacial James Webb, un observatorio de 10.000 millones de dólares que actualmente se encuentra en el lado de la Tierra que nunca mira al sol.
«Si, Dios no lo quiera, el telescopio espacial James Webb no se desplegara, estaríamos realmente atascados», me dijo anteriormente Jack Burns, profesor emérito del Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias y del Departamento de Física de la Universidad de Colorado en Boulder.
Concepto del módulo de aterrizaje Griffin de Astrobotic Technology. (Crédito de la imagen: Astrobotic Technology Inc.)
El programa lunar comercial de la NASA permite técnicamente cierta flexibilidad. «La idea detrás del programa CLPS es para una rápida adquisición y prestación de servicios», había dicho Burns.
«Un escenario interesante que estamos estudiando -ya que ahora está probado como nave espacial en este espacio- es el potencial de utilizarlo como remolcador o usarlo como un autobús espacial alternativo», dijo Thornton. «Es muy capaz. Voló 10 días y medio en el espacio; la aviónica funciona; las baterías funcionan; los paneles solares funcionan; las comunicaciones funcionan; lo básico, todo funciona – aparte de ese fallo de la válvula.»
«A veces el hardware simplemente falla», dijo Horack. «A veces, creo que las cosas simplemente se rompen».
