Resumen:
La escena del puerto espacial que se ve comúnmente en películas y juegos de ciencia ficción puede convertirse gradualmente en una realidad en los próximos veinte años. La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) planea construir una estación espacial lunar "Gateway". No sólo se convertirá en la primera estación espacial de la humanidad en órbita alrededor de la Luna, sino que también podrá desempeñar un papel similar a un "aeropuerto espacial lunar" para proporcionar servicios de montaje, atraque y transferencia de naves espaciales tripuladas, naves espaciales de carga y módulos de aterrizaje lunares.
Equipos de investigación de la Universidad Texas A&M, el Centro Espacial Johnson de la NASA y la Universidad Purdue propusieron recientemente un plan de gestión del tráfico de naves espaciales para la Estación Espacial Gateway, que incluye un algoritmo de mantenimiento relativo de la órbita y reglas de espera en órbita, con el objetivo de evitar el riesgo de caos o incluso colisión cuando varias naves espaciales se acerquen a la estación espacial al mismo tiempo en el futuro.
Según el plan actual de la NASA, Gateway se lanzará a partir de 2027. La estación espacial servirá al programa de alunizaje "Artemis" y se convertirá en un importante centro para las naves espaciales tripuladas, las naves espaciales de carga y los módulos de aterrizaje lunares Orion. Anteriormente, la NASA reveló que Gateway utilizará un sistema de propulsión eléctrica solar de alta potencia, y SpaceX también obtuvo contratos relevantes para transportar suministros para el proyecto.
Gateway operará en una órbita especial llamada "órbita de halo casi rectilínea" (NRHO). Se trata de una órbita esbelta, casi con forma de huevo, alrededor de la Luna: la estación espacial pasará a unas 1.000 millas sobre el polo norte de la Luna y luego se extenderá a un área de unas 40.000 millas más allá del polo sur de la Luna. La órbita mantiene comunicaciones continuas con la Tierra y requiere relativamente poco propulsor de mantenimiento orbital, por lo que se considera adecuada para el funcionamiento a largo plazo de una estación espacial lunar.
Sin embargo, el efecto gravitacional conjunto de la Tierra y la Luna también complica este entorno. A diferencia de los aeropuertos terrestres, los aviones que llegan no pueden simplemente "estacionarse" cerca para esperar un puesto vacante. Todas las naves espaciales están en movimiento continuo a alta velocidad, y las naves espaciales que esperan ventanas de atraque pueden necesitar permanecer alrededor del Portal durante horas, días o incluso semanas.
Para resolver este problema, el equipo de investigación realizó miles de simulaciones para probar cómo varios aviones pueden compartir órbitas de forma segura en presencia de errores de navegación, desviaciones de encendido de los propulsores y otras perturbaciones. La solución principal propuesta en el estudio es tener naves espaciales en espera distribuidas delante o detrás del Gateway según posiciones precalculadas, formando una formación similar a un "collar de perlas".
Los investigadores no permitieron que cada avión visitante mantuviera su propia órbita de forma independiente, sino que utilizaron un algoritmo de mantenimiento de órbita relativa para ajustar continuamente su posición utilizando el Gateway como referencia espacial. Los resultados muestran que correcciones orbitales más frecuentes pero más pequeñas pueden mantener a la aeronave en una formación más estrecha y predecible, incurriendo sólo en un consumo adicional limitado de combustible. Este enfoque ayuda a reducir el riesgo de que las naves espaciales se acerquen entre sí o choquen.
Se han publicado resultados relevantes en la revista Acta Astronautica. El equipo de investigación señaló que estos planes aún no son normas obligatorias de tráfico espacial, sino un conjunto de marcos técnicos para la llegada, salida y espera en órbita de futuras naves espaciales lunares. Actualmente, la NASA ha desarrollado estándares de interoperabilidad para Gateway que involucran sistemas de acoplamiento, encuentro, comunicaciones y robóticos, y esta investigación responde a una pregunta igualmente crítica: dónde y cómo deben esperar las naves espaciales visitantes cuando el puerto de atraque aún no está libre.
Aunque en la visión de la NASA por el momento no habrá cintas de equipaje, tiendas libres de impuestos ni disputas de asientos, el mecanismo de programación de tráfico requerido por Gateway significa que los humanos están comenzando a establecer reglas básicas para una navegación en el espacio profundo de mayor frecuencia y complejidad. A medida que aumentan las actividades de exploración lunar, esta estación espacial lunar puede convertirse en un nodo importante para que la humanidad avance hacia la normalización del transporte lunar en el futuro.
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