Artemis 1

Esta misión se realizó sin tripulación, sin embargo, la NASA inició un estudio en 2017 para investigar una posible versión tripulada.[39] La misión tripulada consistiría en un equipo compuesto de dos astronautas, y la duración del vuelo sería más corto por razones de seguridad.[40] El 12 de mayo de 2017, la NASA reveló que no enviaría astronautas al espacio con la misión Artemis 1 después de varios meses de estudio de factibilidad.[41] Durante el transcurso del estudio del proyecto la NASA barajó opciones factibles para esta prueba, como agregar una escotilla a la nave Orión, en lugar de una cubierta metálica.

El 13 de marzo de 2019, el administrador de la NASA, Jim Bridenstine, informó frente a una audiencia del Senado que la NASA estaba considerando trasladar la nave espacial Orión a su lugar de lanzamiento para cumplir con su programa y poderlo enviar al espacio a mediados de 2020, declarando que "el sistema de lanzamiento espacial está luchando para cumplir con su cronograma" y que "ahora entendemos mejor la complejidad de este proyecto y que necesitará un tiempo adicional". También informó que la NASA estaba considerando enviar al espacio la nave espacial Orión en vehículos comerciales como Falcon Heavy o Delta IV Heavy.[42][43] La misión requeriría dos lanzamientos: uno para colocar la nave espacial Orion en órbita alrededor de la Tierra, y otro para llevar una etapa superior. Ambos vehículos se acoplarían en plena órbita terrestre y más tarde, se activaría la etapa superior para enviar la nave Orion destino a la Luna. Lo más vulnerable sería llevar a cabo el acoplamiento, puesto que la NASA no tiene previsto acoplar cápsulas tripulada hasta que no se efectúe la misión Artemis 3.[44] A mediados de 2019 se decidió dejar la idea en suspenso, debido a la finalización de otro estudio que llevaría a retrasar aún más la misión.[45]

Primera puesta en marcha de SLS en marzo de 2022; luego se devolvió para reparaciones

El 17 de marzo de 2022, Artemis 1 salió por primera vez de High Bay 3 desde el edificio de ensamblaje de vehículos (VAB) para realizar un ensayo general húmedo (WDR) previo al lanzamiento. El intento inicial de WDR, el 3 de abril, se eliminó debido a un problema de presurización del lanzador móvil.[46] Un segundo intento de completar la prueba se frustró el 4 de abril, después de problemas con el suministro de nitrógeno gaseoso al complejo de lanzamiento, temperaturas de oxígeno líquido y una válvula de ventilación atascada en una posición cerrada.[47]

Durante los preparativos para un tercer intento, una válvula de retención de helio en la etapa superior del ICPS se mantuvo en una posición semiabierta con una pequeña pieza de goma que se originaba en uno de los brazos umbilicales del lanzador móvil, lo que obligó a los conductores de prueba a retrasar la carga de combustible de la etapa hasta que la válvula podría ser reemplazada en el VAB.[48][49] El tercer intento de terminar la prueba no incluyó repostar la etapa superior. El tanque de oxígeno líquido del cohete comenzó a cargarse con éxito. Sin embargo, durante la carga de hidrógeno líquido en la etapa central, se descubrió una fuga en la placa umbilical del mástil de servicio de cola, ubicada en el lanzador móvil en la base del cohete, lo que obligó a otra finalización anticipada de la prueba.[50][51]

La NASA eligió hacer rodar el vehículo de regreso al VAB para reparar la fuga de hidrógeno y la válvula de retención de helio ICPS mientras actualizaba el suministro de nitrógeno en LC-39B después de interrupciones prolongadas en los tres ensayos previos de vestuario húmedo. Artemis 1 se reintegró al VAB el 26 de abril.[52][53][54] Después de que se completaron las reparaciones y actualizaciones, el vehículo Artemis 1 pasó a LC-39B por segunda vez el 6 de junio para completar la prueba.[55]

Durante el cuarto intento de ensayo general húmedo el 20 de junio, el cohete estaba completamente cargado con propulsor en ambas etapas. Aun así, debido a una fuga de hidrógeno en la conexión de desconexión rápida del umbilical del mástil de servicio de cola, la cuenta regresiva no pudo alcanzar la marca planificada de T-9.3 segundos y se detuvo automáticamente en T-29 segundos. Los administradores de la misión de la NASA pronto determinaron que habían completado casi todos los objetivos de prueba planificados y declararon que la campaña WDR estaba completa.[56]

El 2 de julio, la pila de Artemis 1 se devolvió al VAB para los preparativos finales del lanzamiento y para reparar la fuga de hidrógeno en la desconexión rápida antes de un lanzamiento previsto en dos ventanas de lanzamiento: el 29 de agosto y el 5 de septiembre.[57][58] El SLS pasó la revisión de preparación para el vuelo el 23 de agosto, verificando cinco días antes de la primera oportunidad de lanzamiento.[59]

Estaba previsto que el abastecimiento de combustible comenzara justo después de la medianoche del 29 de agosto de 2022, pero se retrasó una hora debido a las tormentas en alta mar, y no comenzó hasta la 1:13 am EDT. Antes del lanzamiento previsto a las 8:33 am, se observó que el motor 3 de los cuatro motores del cohete estaba por encima del límite máximo de temperatura permitido para el lanzamiento.[60][61] Otras dificultades técnicas fueron un retraso de once minutos en las comunicaciones entre la nave y el control a tierra, una fuga de combustible y una grieta en la espuma aislante de las juntas de conexión entre los tanques de hidrógeno líquido y oxígeno líquido.[60][62][63] La NASA canceló el lanzamiento después de una retención no planificada y de que expirara la ventana de lanzamiento de dos horas.[64] Una investigación reveló que un sensor que no se utilizaba para determinar la preparación para el lanzamiento estaba defectuoso y mostraba una temperatura erróneamente alta para el motor 3.[61]

Tras el primer intento, se programó un segundo intento de lanzamiento para la tarde del 3 de septiembre.[65] La ventana de lanzamiento se habría abierto a las 2:17 pm EDT, o 18:17 UTC, y duró dos horas.[66] El lanzamiento se interrumpió a las 11:17 am debido a una fuga en la línea de suministro de combustible en un brazo de servicio que se conecta a la sección del motor.[67][7] La causa de la fuga era incierta. Los operadores de la misión investigaron si una sobrepresurización de la línea de hidrógeno líquido de la interfaz de desconexión rápida durante el intento de lanzamiento podría haber dañado un sello, permitiendo que el hidrógeno se escapara.[68]

Los operadores del lanzamiento decidieron la fecha para el siguiente intento de lanzamiento; la primera oportunidad posible era el 19 de septiembre[69][70][71] hasta que los responsables de la misión declararon que el 27 de septiembre, y luego el 30 de septiembre, sería la fecha más temprana absoluta, ya que la NASA había reparado con éxito la fuga.[72][73] Un lanzamiento en septiembre habría exigido que el polígono oriental de la Fuerza Espacial de los Estados Unidos aceptara una prórroga en la certificación del sistema de terminación de vuelo del cohete, que destruye el cohete en caso de que se desvíe de su curso y se dirija a una zona poblada;[68] se llevó a cabo el 22 de septiembre.[74] Sin embargo, las previsiones desfavorables de la trayectoria de la entonces tormenta tropical Ian llevaron a los responsables del lanzamiento a suspender el intento de lanzamiento del 27 de septiembre y a iniciar los preparativos para el retroceso de la pila al edificio de ensamblaje de vehículos.[75] En la mañana del 26 de septiembre, se tomó la decisión de retroceder esa misma tarde.[76][77]

Para centrarse en la resolución de problemas del SLS, la NASA decidió renunciar a cualquier intento de lanzamiento en la ventana de lanzamiento que termina el 6 de septiembre.[78] Una vez reparada satisfactoriamente la fuga, la siguiente oportunidad de lanzamiento fue inicialmente el 27 de septiembre de 2022[73] antes de que las previsiones de trayectoria de la entonces tormenta tropical Ian provocaran un retraso meteorológico. El 12 de noviembre, tras otro retraso debido al huracán Nicole, los responsables de lanzamiento de la NASA decidieron solicitar oportunidades de lanzamiento para el 16 de noviembre y el 19 de noviembre. Inicialmente solicitaron una oportunidad para el día 14, pero la tormenta tropical Nicole lo impidió. A medida que se acercaba la tormenta, la NASA decidió dejar el cohete en la plataforma de lanzamiento, alegando una baja probabilidad de que la velocidad del viento superara los límites de diseño del cohete.[79] Se esperaba que las velocidades del viento alcanzaran las 46,7 km/h, con ráfagas de hasta 74,0 km/h. Nicole tocó tierra como huracán de categoría 1 el 9 de noviembre, con velocidades de viento sostenidas en el Centro Espacial Kennedy que alcanzaron las 136,8 km/h, y rachas de hasta 160,9 km/h, superando las especificaciones de diseño del cohete. Una vez que la tormenta se disipó, la NASA inspeccionó el cohete en busca de daños físicos y realizó comprobaciones electrónicas de salud.[80][81][82] El 15 de noviembre, el equipo de gestión de la misión dio el "visto bueno" para comenzar a preparar completamente el lanzamiento, y los procedimientos principales de tanqueo comenzaron a las 3:30 pm EST (8:30 pm UTC).[83]

El 16 de noviembre de 2022 a las 1:47:44 am EST (6:47:44 UTC), Artemis 1 se lanzó con éxito desde el Complejo de lanzamiento 39B en el Centro Espacial Kennedy, la primera vez en casi 50 años que la NASA lanza un cohete destinado a viajes tripulados a la luna, siendo la última vez el Apolo 17.[84]

Este lanzamiento también es el primero desde el 2009 cuando el cohete Ares I-X despegó en ese mismo complejo de lanzamiento. La nave espacial Orión y el ICPS se colocaron en una órbita nominal después de separarse del sistema de lanzamiento espacial, alcanzando la órbita aproximadamente 8 minutos después del lanzamiento.[85]

Ochenta y nueve minutos después del despegue, el ICPS disparó durante aproximadamente dieciocho minutos para una quemadura de inyección translunar (TLI). Después de eso, Orión se separó de la etapa expandida y encendió sus propulsores auxiliares para alejarse con seguridad mientras comenzaba su viaje a la Luna.[86] El ICPS luego desplegó 10 CubeSats como cargas útiles secundarias desde el Orion Stage Adapter.[87] A las tres horas y media después del lanzamiento se completó una quema final para colocarse en una órbita heliocéntrica.[88]

El quinto día de vuelo, 20 de noviembre de 2022 a las 1:09 p.m. CST, la nave espacial Orión entró en la esfera de influencia lunar, por lo que la fuerza gravitacional de la Luna se volvió más fuerte que la de la Tierra en relación con la nave espacial.[89]

El 21 de noviembre de 2022, Orión perdió la comunicación con la NASA cuando pasó detrás de la Luna desde las 7:25 a.m. UTC a las 7:59 a.m. Por lo tanto, durante una maniobra controlada por IA, el primero de un par de encendidos que alteran la trayectoria, llamados "encendidos de sobrevuelo con motor de salida",[90] para hacer la transición de Orión a una órbita retrógrada distante comenzó a las 7:44 a.m. CST. El motor del sistema de maniobra orbital se encendió durante dos minutos y treinta segundos. Mientras aún era autónomo, Orión hizo su aproximación lunar más cercana a aproximadamente 150 km sobre la superficie a las 7:57 a.m.[91][92] La nave espacial realizará el segundo y último sobrevuelo motorizado de salida el 25 de noviembre.

La nave se separó de su módulo de servicio alrededor de las 17:00 UTC del 11 de diciembre de 2022 y volvió a entrar en la atmósfera terrestre a las 17:20 UTC viajando a unos 40.000 km/h.[93] Fue la primera vez que los Estados Unidos utilizaron una "entrada en vacío", también conocida como entrada atmosférica no balística en la atmósfera, de la que fue pionera la Zond 7, en la que dos fases de deceleración expondrían a los ocupantes humanos a fuerzas G relativamente menos intensas que las que se experimentarían durante una reentrada al estilo Apolo.[94]

El amerizaje de la cápsula Orion tuvo lugar a las 17:40 UTC (9:40 PST) al oeste de Baja California, cerca de la isla Guadalupe.[11] El personal de la NASA y la tripulación del USS Portland recuperaron la nave tras el amerizaje y unas horas más de pruebas en el océano.[95]

Modelo del cubículo MPCV Stage Adapter para dispensadores con resorte de los 13 CubeSat

También llevará como carga secundaria trece CubeSat de bajo costo con sendas misiones que fueron previamente seleccionadas para el vuelo de prueba Artemisa 1.[105] Todos tienen la configuración de 6 unidades,[106] siendo ubicados dentro de la segunda etapa en el vehículo de lanzamiento desde el cual serán desplegados. Dos de los CubeSats fueron seleccionados por Next Space Technologies for Exploration Partnership de la NASA, tres por la Dirección de Misión de Exploración y Operaciones Humanas, dos por la Dirección de Misión Científica, y tres fueron elegidos de entre los envíos de los socios internacionales de la NASA. Los CubeSat seleccionados son los siguientes:[107][108]

• ArgoMoon, proporcionará a la NASA el seguimiento de las operaciones que hace el vehículo de lanzamiento a través de la fotografía. Diseñado por Argotec y coordinado por la Agencia Espacial Italiana (ASI), está diseñado para obtener imágenes de la Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) de Orión para datos de la misión y registros históricos. Probará tecnología con la que una pequeña nave espacial puede maniobrar y operar cerca del ICPS.[109]
• BioSentinel, experimento astrobiológico, que utilizará levadura con la que fermentará organismos, para detectar, medir y comparar el impacto de la radiación del espacio profundo en los organismos vivos durante largos períodos más allá de la órbita terrestre baja.[108]
• CubeSat for Solar Particles, estudiará las partículas dinámicas y los campos magnéticos que fluyen del Sol[110] y se utilizará como prueba de concepto de la viabilidad de una red de estaciones para rastrear el clima espacial. Diseñado en el Instituto de Investigación del Suroeste.
• EQUULEUS, tomará imágenes de la plasmasfera de que rodea la Tierra para estudiar el ambiente de radiación alrededor de la Tierra mientras realiza pruebas de maniobras de bajo empuje para el control de trayectoria en el espacio entre la Tierra y la Luna.[109] Diseñado por la Agencia JAXA de Japón y la Universidad de Tokio.
• Lunar Flashlight, buscará y mapeará la ubicación de hielo existente en la Luna a una escala de 1 a 2 km dentro de las regiones permanentemente sombreadas del polo sur lunar.[111][112]
• Lunar IceCube, localizará y estudiará evidencia adicional de los depósitos de hielo de agua en la Luna desde una órbita lunar baja. Diseñado en la Morehead State University.
• Lunar Polar Hydrogen Mapper, (LunaH-Map), mapeará hidrógeno dentro de los cráteres cerca del polo sur lunar, midiendo su profundidad y la distribución de compuestos ricos en hidrógeno como el agua. Utilizará un detector de neutrones para medir las energías de los neutrones que interactúan con el material en la superficie lunar. Su misión está planificada para durar 60 días y realizar 141 órbitas de la Luna.[113] Diseñado en la Universidad Estatal de Arizona.[114]
• Near-Earth Asteroid Scout, prototipo de vela solar en forma de CubeSat controlable que será capaz de encontrar asteroides cercanos a la Tierra (NEA).[115] Las observaciones se lograrán mediante un sobrevuelo cercano (~10 km) y utilizando una cámara monocromática de grado científico de alta resolución para medir las propiedades físicas del asteroide.[115] Se identificará una variedad de objetivos potenciales según la fecha de lanzamiento, el tiempo de vuelo y la velocidad de encuentro.
• OMOTENASHI, demostrará que la tecnología de bajo precio también puede aterrizar y explorar la superficie lunar, realizará mediciones de radiación del entorno cercano a la Luna, así como en su superficie.[109][116] Diseñado por JAXA.
• SkyFire (spacecraft), sobrevolará la Luna y tomará muestras espectroscópicas de la superficie y termografía. Diseñada por Lockheed Martin.

Los tres CubeSats restantes se seleccionaron por medio de una competición que enfrentó a varios CubeSat estadounidenses entre sí en una serie de torneos terrestres conocidos como 'NASA's Cube Quest Challenge',[117][118] y que fueron anunciados por la NASA Ames el 8 de junio de 2017. La finalidad de la competición era contribuir a abrir la exploración del espacio profundo a naves espaciales no gubernamentales. Estas posibilidades se otorgaron a:[119]

• Cislunar Explorers, demostrarán a la comunidad científica la posibilidad de propulsarse por electrólisis del agua y la navegación óptica interplanetaria para orbitar la Luna. Diseñado por la Universidad de Cornell, Ithaca, Nueva York.
• Earth Escape Explorer, demostrar que las comunicaciones a larga distancia en órbita heliocéntrica son posibles. Diseñado por la Universidad de Colorado en Boulder.
• Team Miles, demostrar que las comunicaciones en el espacio profundo mientras está en órbita heliocéntrica y el uso de propulsores de iones híbridos para controlar la trayectoria de bajo empuje es posible. Diseñado por Fluid and Reason, LLC, Tampa, Florida.