La NASA está a punto de enviar gente a la Luna… en una nave espacial que no todos consideran segura para volar

Por Jackie Wattles, CNN

Cuando cuatro astronautas inicien un viaje histórico alrededor de la Luna el 6 de febrero, subirán a bordo de la nave espacial Orión de la NASA, de 5 metros de ancho, sabiendo que presenta una falla conocida, la cual ha llevado a algunos expertos a instar a la agencia espacial a no realizar la misión con humanos a bordo. Sin embargo, la NASA confía en que ha solucionado el problema y que el vehículo podrá traer a la tripulación a casa de forma segura.

El problema se relaciona con un recubrimiento especial aplicado a la parte inferior de la nave, llamado escudo térmico. Se trata de una pieza crucial diseñada para proteger a los astronautas de temperaturas extremas durante su descenso de regreso a la Tierra durante la recta final de su misión lunar, Artemis II.

Esta parte vital de la nave espacial Orión es casi idéntica al escudo térmico utilizado en Artemis I, un vuelo de prueba sin tripulación de 2022. El vehículo Orión de esa misión anterior regresó del espacio con un escudo térmico dañado por daños inesperados, lo que llevó a la NASA a investigar el problema.

Y aunque la NASA está a punto de autorizar el uso del escudo térmico para el vuelo, incluso quienes creen que la misión es segura reconocen que existe un riesgo desconocido.

“Este es un escudo térmico anormal”, declaró el Dr. Danny Olivas, exastronauta de la NASA que formó parte de un equipo de revisión independiente designado por la agencia espacial que investigó el incidente. “No hay duda al respecto: este no es el escudo térmico que la NASA querría proporcionar a sus astronautas”.

Aun así, Olivas afirmó que, tras años analizando qué falló con el escudo térmico, la NASA “tiene el problema bajo control”.

Al finalizar la investigación hace aproximadamente un año, la NASA decidió volar la cápsula Artemis II Orion tal como está, creyendo que podría garantizar la seguridad de la tripulación modificando ligeramente la trayectoria de vuelo de la misión.

“Creo que no hay vuelo que despegue sin una duda persistente”, declaró Olivas. “Pero la NASA realmente entiende lo que tiene. Conocen la importancia del escudo térmico para la seguridad de la tripulación, y creo que han hecho bien su trabajo”. Lakiesha Hawkins, administradora asociada adjunta interina de la Dirección de Misiones de Desarrollo de Sistemas de Exploración de la NASA, se hizo eco de esa opinión en septiembre, afirmando: “Desde una perspectiva de riesgo, nos sentimos muy confiados”.

Y Reid Wiseman, el astronauta que comandará la misión Artemis II, ha expresado su confianza.

“Los investigadores descubrieron la causa raíz, que fue clave” para comprender y resolver el problema del escudo térmico, declaró Wiseman a la prensa el pasado julio. “Si nos ceñimos a la nueva ruta de reentrada que la NASA ha planeado, este escudo térmico será seguro para volar”.

Otros no están tan seguros.

“Lo que están diciendo es una locura”, declaró el Dr. Charlie Camarda, experto en escudos térmicos, científico investigador y exastronauta de la NASA.

Camarda, quien también formó parte de la primera tripulación del transbordador espacial en lanzarse tras el desastre del Columbia en 2003, forma parte de un grupo de exempleados de la NASA que no creen que la agencia espacial deba enviar astronautas a bordo de la próxima excursión lunar. Dijo que ha pasado meses intentando que los líderes de la agencia atiendan sus advertencias, sin éxito.

“Podríamos haber resuelto este problema hace mucho tiempo”, dijo Camarda, quien trabajó como científico investigador de la NASA durante dos décadas antes de convertirse en astronauta, sobre el problema del escudo térmico. “En cambio, siguen postergando el asunto”.

Los portavoces de la sede de la NASA no respondieron a una lista de preguntas sobre el escudo térmico para este artículo, aunque CNN sí entrevistó a exempleados de la NASA que trabajaron en la investigación.

Ahora, la agencia parece estar en camino de dar luz verde al despegue de Artemis II, ya que sus líderes han buscado asegurar al público —y a la tripulación— que la misión será segura.

La nave espacial Orión se trasladó a su plataforma de lanzamiento a bordo del cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) el 17 de enero. Un hito crucial podría estar a pocos días de distancia, ya que los líderes del programa Artemis se reúnen para las evaluaciones finales de riesgos y la revisión de la preparación para el vuelo, una reunión en la que los altos mandos determinarán si el cohete y la nave espacial Artemis II están listos para despegar con Wiseman, Victor Glover y Christina Koch, de la NASA, y Jeremy Hansen, de la Agencia Espacial Canadiense, a bordo.

Incluso antes de Artemis, la cápsula Orión —una nave espacial de US$ 20.400 millones que la NASA dedicó 20 años a desarrollar— no era precisamente la favorita de la comunidad aeroespacial. El resentimiento hacia el vehículo se ha estado gestando en diversos sectores de la industria desde hace tiempo.

Un ingeniero y físico que trabajó anteriormente en el desarrollo de tecnología avanzada, pero que no colaboró ​​directamente en el programa Artemis, denostó a Orión calificándola de “basura en llamas”. Como exempleado del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, criticó el plazo de desarrollo excepcionalmente largo de la cápsula y los sobrecostos, que se han disparado a miles de millones de dólares.

Lori Garver, exadministradora adjunta de la NASA durante la administración Obama, ha lamentado públicamente la politiquería que influyó en la finalización del vehículo.

Pero los problemas de Orión no pueden atribuirse completamente a la política, afirmó el Dr. Ed Pope, experto en escudos térmicos y ciencia de materiales, fundador de Matech, una empresa de tecnología de defensa antimisiles con sede en California. Pope no participó en la investigación de la NASA sobre el escudo térmico.

“No es una cuestión republicana ni demócrata en absoluto”, declaró Pope a CNN. “Es una cuestión burocrática”.

Las decisiones que llevaron a los problemas con el escudo térmico que la NASA enfrenta hoy comenzaron en las primeras etapas del proceso de desarrollo de la nave espacial, según Pope.

Los directores del programa Orión decidieron fabricar el escudo térmico de la nave con material Avcoat en 2009. Todos los escudos térmicos fabricados para las cápsulas Apolo de la NASA contaban con una capa protectora de Avcoat, por lo que los líderes lo consideraron un material bien conocido, con décadas de datos que respaldaban su eficacia.

Para un vuelo de prueba sin tripulación en 2014, denominado EFT-1, el equipo de la misión equipó una cápsula Orión con un escudo térmico aplicado de la misma manera que en la era Apolo: con una intrincada estructura en forma de panal.

Sin embargo, este enfoque requería un tedioso proceso de fabricación que la NASA esperaba evitar. Incluso antes del lanzamiento del vuelo de prueba EFT-1, los directores del programa de la NASA decidieron modificar el diseño.

“Era muy delicado, y sería muy difícil reproducirlo tan rápido”, dijo Pam Melroy, empleada de la NASA desde hace mucho tiempo, exastronauta y oficial de la Fuerza Aérea, quien en su momento fue subadministradora de la agencia espacial. “Esa fue una de las razones por las que dijimos: ‘Hagamos un diseño más simple’. En realidad, se trataba de la viabilidad de producción”.

Textron Systems, la empresa texana que produce Avcoat, declaró a CNN en un comunicado que en 2015 “licenció el material de Avcoat a Lockheed Martin, contratada por la NASA para fabricar los escudos térmicos del programa Artemis”, y delegó más comentarios al gigante aeroespacial.

Blaine Brown, director de Sistemas Mecánicos de la Nave Espacial Orión en Lockheed Martin Space, confirmó en un comunicado a CNN que la estructura de Avcoat se modificó “para aumentar la eficiencia de fabricación e instalación”.

“Apoyamos la decisión de la NASA de volar la misión Artemis II con su escudo térmico actual y nos comprometemos a que Orión se lance y regrese de forma segura en su histórica misión a la Luna con tripulación a bordo”, declaró Brown.

Las cápsulas Orión, construidas para las misiones Artemis, abandonaron la estructura de panal de Avcoat en favor de un escudo térmico construido con grandes bloques del material.

Se observa un escudo térmico de Orión configurado con la estructura de bloques.

“Nuestra experiencia con el diseño de bloques en los escudos térmicos de Marte nos demostró que los bloques eran más fáciles de producir, probar e instalar”, declaró Brown.

Sin embargo, la primera prueba real del nuevo diseño del escudo térmico de Orión se realizó con el vuelo de prueba de Artemis I en 2022. Después de esa misión, la NASA descubrió que se habían desprendido trozos del escudo térmico, dejando hendiduras en el material carbonizado de Avcoat.

Así no es como se supone que debe comportarse el escudo térmico. La capa de Avcoat está diseñada para erosionarse de forma controlada a medida que se calienta. La NASA reveló el problema meses después del regreso de Orión del espacio en 2022. La oficina del inspector general de la agencia publicó imágenes del escudo térmico dañado de Artemis I en un informe de 2024.

Para complicar aún más la situación, para entonces ya era demasiado tarde para reparar el escudo térmico de Artemis II.

La NASA no reemplazó, ni pudo hacerlo, el escudo térmico de Artemis II por uno nuevo. La cápsula Orión, prevista para la misión, ya tenía instalado su escudo térmico incluso antes del vuelo de Artemis I, y “no se podía simplemente ir a un taller de reparación de escudos térmicos” para reemplazarlo, señaló Olivas.

La investigación sobre el problema del escudo térmico del Artemis I también concluyó que, si bien no había astronautas a bordo en el vuelo de prueba, “los datos del vuelo mostraron que si la tripulación hubiera estado a bordo, habrían estado a salvo”.

Al ser preguntado sobre la decisión de la NASA de seguir adelante con la misión Artemis II sin reemplazar el escudo térmico, Melroy, quien supervisó la investigación del escudo térmico como administrador adjunto, afirmó que “los gerentes de programa de la NASA a veces tienen que hacer estos ajustes por costos, plazos y rendimiento, y ciertamente no tomaron esa decisión a la ligera”.

Los escudos térmicos producidos para futuras misiones Artemis se fabricarán con técnicas mejoradas, según revelaron los líderes de la NASA en una conferencia de prensa en diciembre de 2024.

Mientras tanto, el análisis de los fallos durante el vuelo de prueba de 2022 está dando forma a un nuevo enfoque para la próxima misión de este año.

Avcoat es ablativo, lo que significa que el material está diseñado para carbonizarse y erosionarse de forma controlada a medida que la nave espacial regresa de la Luna y se sumerge en la densa banda interna de la atmósfera terrestre, mientras viaja a más de 30 veces la velocidad del sonido.

Esta fase del vuelo, llamada “reentrada”, provoca una violenta compresión de las moléculas de aire que puede calentar el exterior de la nave a más de 2.760 grados Celsius (5.000 grados Fahrenheit).

Los ingenieros de la NASA diseñaron la nave espacial Orión para una “reentrada con salto”: la cápsula actúa como una piedra plana que rebota sobre la superficie de un lago en calma mientras se sumerge brevemente en la atmósfera y vuelve a elevar brevemente su altitud antes del descenso final. Esta trayectoria especial permite a Orión fijar un punto preciso de amerizaje.

En 2024, la NASA optó dos veces por retrasar el lanzamiento de Artemis II, en parte para disponer de más tiempo para recopilar datos.

El problema, según concluyó la NASA tras meses de investigación, era que el material Avcoat utilizado en el escudo térmico de Artemis I no era lo suficientemente permeable. Esto significó que, cuando la cápsula Orión se sumergió en la atmósfera, se acumularon gases en el interior del escudo térmico, lo que provocó que se desprendieran trozos de material y se formaran grietas.

Ninguno de los expertos entrevistados por CNN cuestiona esta explicación de por qué el escudo térmico de Artemis I no funcionó como se esperaba.

El debate se centra en la comprensión del problema por parte de los responsables de la misión Artemis de la NASA y el riesgo exacto que representa el escudo térmico deficiente para los cuatro astronautas programados para el lanzamiento en unas pocas semanas.

En septiembre, algunos líderes del programa Artemis de la agencia espacial afirmaron que creían que el escudo térmico de Orión tendría un buen rendimiento en Artemis II, a pesar de no haber realizado cambios sustanciales en su diseño.

De hecho, si bien la NASA planea fabricar escudos térmicos permeables en el futuro, el escudo térmico de Artemis II es en realidad menos permeable que el construido para Artemis I.

Alrededor del 6 % de la superficie del escudo térmico de Artemis I era permeable, señaló Olivas, y esa área permeable no sufrió ninguna grieta. Pero el escudo térmico de Artemis II, añadió, no tiene áreas permeables, señalando que el cambio se realizó antes del vuelo de prueba de Artemis I y antes de que la NASA se diera cuenta de que el escudo térmico necesitaba ser permeable para un buen rendimiento.

Rick Henfling, director de vuelo de Artemis a cargo del reingreso, declaró durante una conferencia de prensa en septiembre que la trayectoria de reingreso de Artemis II se ha modificado con el objetivo de evitar las condiciones que provocaron el agrietamiento del escudo térmico de Artemis I.

“No subiremos tanto en ese salto, solo será un pequeño rebote”, dijo Henfling.

Esta nueva trayectoria de reingreso, añadió Henfling, debería permitir que el material Avcoat se erosione con normalidad.

“Queremos enfatizar que la seguridad es nuestra máxima prioridad”, añadió Hawkins, repitiendo un viejo mantra de la NASA.

Sin embargo, otros expertos no creen que cambiar la trayectoria de vuelo de Orión sea suficiente para garantizar que la tripulación regrese a casa sana y salva.

“La razón por la que esto es tan importante es que cuando el escudo térmico se está desprendiendo, o se desprenden grandes trozos, incluso si el vehículo no está destruido, se está justo al borde de una falla incipiente”, dijo el Dr. Dan Rasky, experto en sistemas avanzados de entrada y materiales de protección térmica, quien trabajó en la NASA durante más de 30 años.

“Es como estar al borde de un precipicio en un día de niebla”, dijo Rasky.

Rasky, al igual que Camarda, no cree que la NASA deba permitir que los astronautas vuelen a bordo de la cápsula Artemis II Orión.

Incluso algunos expertos que creen que Artemis II es seguro para volar reconocen que el escudo térmico de Orión probablemente se agrietará y mostrará signos de daño a su regreso de la Tierra, incluso con la trayectoria modificada.

“¿Se agrietará el escudo térmico? Sí, se agrietará”, dijo Olivas, el astronauta que colaboró ​​en la investigación del escudo térmico de la NASA.

Pero Orión tiene cierta “robustez” incorporada, dijo el Dr. Steve Scotti, un distinguido investigador asociado en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, quien sirvió como voluntario en un equipo asesor que participó en la investigación del escudo térmico de Artemis I.

Debajo de la capa de Avcoat, explicó Scotti, se encuentra una estructura compuesta que, durante las pruebas, ha sobrevivido brevemente a las temperaturas extremas del reingreso. Esta estructura podría servir como última línea de defensa en el improbable caso de que el material de Avcoat se deforme tanto que deje expuesta la parte inferior de la nave, añadió Scotti.

La estructura compuesta no se instaló como medida de seguridad ni como respaldo del escudo térmico, pero es una suerte que esté ahí, añadió Scotti.

Olivas enfatizó que la NASA no espera depender de la estructura compuesta para mantener a los astronautas seguros. El material de Avcoat debería seguir haciéndolo, añadió. Sin embargo, la estructura sí proporciona una capa adicional de seguridad, señaló Olivas.

E incluso si el escudo térmico de Artemis II tiene un rendimiento inferior al de Artemis I, Olivas y Scotti confían en que los astronautas permanecerán a salvo.

“No tengo ningún temor real de que la tripulación esté en peligro”, declaró Scotti a CNN, haciéndose eco de la opinión de Olivas.

Pero ni las expresiones de optimismo de Scotti ni las de Olivas están exentas de dudas. Ambos expertos reconocen, como argumenta Camarda, que los ingenieros no pueden predecir con exactitud cómo se comportará el escudo térmico.

“Hay muy pocos datos para analizar” del escudo térmico, declaró Scotti a CNN. “El material en sí cambia aproximadamente cada 20 segundos durante la reentrada”, dijo, refiriéndose a la capa de Avcoat.

“Aún hay cosas que desconocemos”, añadió Scotti. “No es un riesgo bajo, es un riesgo moderado”.

La confianza de Scotti y Olivas en la misión Artemis II fue difícil de conseguir.

Olivas, de hecho, albergaba serias dudas sobre la intención de la NASA de realizar el vuelo tripulado de la misión Artemis II hasta que asistió a una reunión de tres horas en la sede de la agencia espacial en Washington, D. C., el 8 de enero.

CNN solicitó el acceso a la reunión, pero se le denegó. Solo se invitó a dos periodistas, y se esperaba que la reunión fuera en gran parte extraoficial debido a que se estaba tratando información confidencial.

El recién nombrado administrador de la NASA, Jared Isaacman, convocó la reunión para evaluar las opiniones discrepantes, según declaró a la estación WESH, afiliada a CNN, en Orlando.

La reunión, dijo Isaacman, “solo reafirmó mi confianza en las decisiones de los brillantes ingenieros de la NASA”.

“Hemos modificado nuestro perfil de reingreso. Hemos recuperado el margen de seguridad, y me siento muy satisfecho con Artemis II”, añadió.

Pero Olivas dijo que sus dudas se disiparon con una presentación del “Equipo Tigre” —término de la NASA para un equipo especializado reunido para resolver un problema complejo— en el Centro Espacial Johnson de Houston.

“El parámetro clave aquí es: ¿cuándo se agrietará el escudo térmico? ¿Y a qué profundidad en la atmósfera se estará si se agrieta?”, preguntó Olivas.

“Hay cosas que nunca podremos saber hasta que realmente suceda”, añadió, refiriéndose al escudo térmico. Pero el análisis del Equipo Tigre le dio la confianza de que la NASA conocía el material Avcoat lo suficientemente bien como para estar seguros de que la tripulación no estaría en peligro.

“El Equipo Tigre hizo un trabajo fenomenal”, dijo Olivas. “Confío plenamente en esos ingenieros y en los directores de programa que los dirigen”.

Sin embargo, es ahí donde Camarda, quien también asistió a la reunión del 8 de enero en la sede de la NASA, discrepa.

Camarda discrepa, por ejemplo, con un programa informático que el Equipo Tigre utilizó en su análisis del escudo térmico.

Llamado Herramienta de Indicación de Grietas (CIT), su objetivo era modelar cómo y cuándo el material de Avcoat podría comenzar a fragmentarse en diversas condiciones.

¿Qué pasaría si Orión diera un pequeño salto antes de su caída final?

La CIT está diseñada para generar datos sobre cómo dichos cambios podrían afectar al escudo térmico y si esos escenarios desencadenarían grietas.

Pero los datos son imperfectos, argumenta Camarda, y la herramienta se basa en “suposiciones simplificadoras”.

“El análisis es un modelo simplista para predecir la generación de gas, la carbonización del material y, cualitativamente, cuándo se producen las grietas”, afirmó Camarda. “Pero el mecanismo de falla es cómo crecen las grietas, y definitivamente no puede predecirlo. No puede predecir las tensiones y deformaciones que causan las grietas ni cómo pueden crecer”.

Al ser preguntado sobre las críticas de Camarda al CIT, Olivas reconoció que ningún programa de modelado computacional es completamente preciso. Y el CIT no puede predecir el crecimiento de las grietas.

Pero entre los datos que calmaron las preocupaciones de Olivas, dijo, estaba el hecho de que el Equipo Tigre contrastó las predicciones del programa computacional con pruebas de laboratorio reales con material Avcoat. El CIT también pudo predecir y recrear correctamente las condiciones que provocaron las grietas en Artemis I.

“Eso me dio la confianza de que la herramienta en sí misma era un buen predictor”, dijo Olivas.

Pero, Camarda replica, es posible crear herramientas de modelado con un enfoque más interdisciplinario.

“Un análisis multifísico puede hacerlo todo con un solo código informático”, dijo Camarda. “Se trata de predecir el calentamiento aerotermodinámico en el exterior del vehículo y estudiar cómo el material cambia de fase, comienza a quemarse y produce gases”.

Ese, dijo, es el tipo de análisis que podría brindar a los administradores del programa una comprensión más integral de los riesgos que representa este escudo térmico.

Para Camarda, el problema del escudo térmico es un síntoma de una dolencia generalizada que afecta a la NASA y que se originó en la era del transbordador espacial. Su visión de la agencia se basa en su experiencia como joven astronauta preparándose para volar cuando el transbordador espacial Columbia se desintegró durante la reentrada en 2003, matando a sus siete pasajeros.

Esta fue la segunda tragedia para el programa tras la destrucción del transbordador espacial Challenger durante su ascenso en 1986.

En una entrevista telefónica con CNN, Camarda destacó que, a principios de la década de 1980, la NASA había estimado que el transbordador espacial tendría una probabilidad de aproximadamente 1 entre 100.000 de sufrir una avería mortal.

Sin embargo, el transbordador realizó un total de 135 misiones con dos explosiones, lo que provocó un total de 14 víctimas. Esto situó la probabilidad real de que el vehículo sufriera una falla catastrófica en 1 entre 67,5.

En un momento dado de su carrera en la NASA, Camarda fue nombrado jefe de ingeniería del Centro Espacial Johnson, pero, según contó, fue destituido tras expresar abiertamente su preocupación por la seguridad de la misión tras el desastre del Columbia, según escribió en “Misión fuera de control”, una autobiografía y un análisis técnico profundo de sus años en la agencia.

El exjefe de Camarda no respondió a una solicitud de comentarios por correo electrónico.

Camarda finalmente dejó la NASA en 2019 tras 45 años de servicio.

En su opinión, la agencia espacial se ha alejado de la mentalidad de investigación y descubrimiento que encarnaba durante la era Apolo, cuando se animaba a los ingenieros a identificar y expresar sus preocupaciones sobre posibles problemas de seguridad mientras analizaban los desafíos de ingeniería a fondo.

En el contexto actual, Camarda afirmó que le preocupa que se anime a los empleados de la NASA a alinearse con las evaluaciones y los objetivos de la dirección y el liderazgo de la agencia.

Edgar Zapata, ingeniero retirado del Centro Espacial Kennedy que aún forma parte del Consejo Externo de Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA, un programa que busca financiar el desarrollo de tecnología de vanguardia, afirmó compartir las preocupaciones de Camarda.

“Creo que nuestra experiencia se ve afectada por haber visto que, una vez que este organismo político decide, casi por fuerzas misteriosas, que va a hacer algo, tiende a encontrar la manera de avanzar”, declaró Zapata sobre el proceso de toma de decisiones y las evaluaciones de riesgos de la NASA.

Los portavoces de la NASA no respondieron a una solicitud de comentarios sobre las críticas de Camarda a la cultura de la agencia. La NASA ha mantenido y enfatizado durante mucho tiempo que considera la seguridad su máxima prioridad.

Camarda también enfatizó que su oposición a Artemis II no se basa en la creencia de que terminará en un fracaso catastrófico. Cree que es probable que la misión regrese a casa sana y salva.

Más que nada, Camarda declaró a CNN que teme que un vuelo seguro de Artemis II sirva como validación para los directivos de la NASA de que sus procesos de toma de decisiones son sólidos. Y eso sin duda creará en la agencia una falsa sensación de seguridad, advirtió Camarda.

Olivas y Camarda, dos exastronautas y expertos en escudos térmicos, no comparten la misma opinión sobre si la NASA debería lanzar la misión Artemis II con tripulación a bordo. Pero en este punto coinciden: “A veces tenemos suerte. Y cuando la tenemos, a veces la cambiamos por ser buenos, y luego nos convencemos de que somos mejores de lo que realmente somos”, declaró Olivas a CNN.

“Creo que es válido cuestionar lo que está sucediendo en la NASA”, agregó Olivas, “porque nuestra historia no es perfecta”.

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