El nuevo negocio de las Estaciones Espaciales

Durante los últimos 20 años, las empresas espaciales comerciales se han centrado en formas de llevar personas y carga al espacio, ahí están los ejemplos de SpaceX, Rocket Lab, Blue Origin,.. Ahora, están dirigiendo su atención a la creación de destinos en el espacio: las Estaciones Espaciales.

Dado que la Estación Espacial Internacional (ISS) será clausurada para 2030, la NASA pasará de ser el principal guardián del acceso de EE. UU. a la estación espacial para convertirse en uno de los muchos clientes de estaciones espaciales privadas en lo que muchos esperan sea una economía sólida en órbita terrestre baja.

Actualmente, solo hay dos destinos en órbita terrestre baja, la ISS y una estación modular más pequeña que China está construyendo (Tiangong). Dentro de la próxima década, la NASA espera que eso cambie.

La ISS es costosa y antigua, las estaciones comerciales no lo son.

La ISS, que ha estado ocupada continuamente desde 2000, está comenzando a mostrar el paso de los años. La parte principal de la estación soporta repetidamente los impactos de las naves espaciales visitantes, así como los duros ciclos de calentamiento y enfriamiento de la órbita de la Tierra 16 veces al día.

La NASA gasta alrededor de $ 1.1 mil millones en costos de operación y mantenimiento en la estación. Con una estación cada vez más costosa y envejecida y una confianza más alta que nunca en las capacidades de órbita terrestre baja de sus socios comerciales, la NASA tiene la intención de cambiar su enfoque a su programa Artemis de regreso a la luna.

Con la NASA como cliente, las empresas privadas pagarán la factura del mantenimiento y la operación de los destinos en el espacio, lo que podría ahorrar miles de millones a la NASA y a los contribuyentes.

La NASA financia el desarrollo de una estación comercial

Todas las estaciones espaciales desde la pionera Salyut 1 de la Unión Soviética en 1971 han sido construidas por la NASA y sus socios o los programas espaciales nacionales de Rusia o China.

El plan de la agencia para la transición de un proveedor de destinos de órbita terrestre baja a un cliente de destinos de órbita terrestre baja (CLD) comerciales independientes se describió por primera vez en la Ley de Autorización de Transición de la NASA de 2017. En ese momento, la ISS estaba programada para ser desmantelada en 2024.

Desde entonces, la administración de Biden se comprometió a extender las operaciones de la ISS hasta 2030. Los socios internacionales de la NASA también han señalado su intención de continuar con las operaciones hasta entonces.

En un esfuerzo por duplicar el éxito que tuvo en el fomento del transporte comercial de carga y tripulación a la ISS, la NASA está financiando los esfuerzos iniciales con Axiom Space, Blue Origin, Nanoracks y Northrop Grumman para desarrollar destinos espaciales comerciales hasta 2025.

Axiom Space ha sido aprovechado para desarrollar al menos un módulo de transición que se conectará a la ISS y un día se separará para convertirse en su propia estación espacial.

Blue Origin, Nanoracks y Northrop Grumman Systems fueron seleccionados por la NASA para desarrollar destinos de órbita terrestre baja (CLD) comerciales independientes y de vuelo libre.

Las estaciones comerciales no son una idea nueva

Una versión modelo del módulo B2100 o Olympus de Bigelow Aerospace, destino comercial inflable en el espacio.  
BIGELOW AEROESPACIAL

El concepto de destinos comerciales en el espacio no es nuevo. Bigelow Aerospace, una compañía fundada hace 20 años para desarrollar destinos orbitales, había estado planteando la idea de una estación espacial comercial a la NASA años antes de que la agencia planeara el retiro de la ISS.

En 2017, propuso la idea de lanzar una pequeña estación de avanzada a la luna con el cohete Vulcan de United Launch Alliance. También planeó aprovechar la oportunidad de desarrollar una estación de vuelo libre con la NASA utilizando su hábitat inflable B2100 «Olympus» diseñado para tripulantes y turistas.

Bigelow Aerospace ciertamente se adelantó a su tiempo en 2010 cuando propuso el concepto de conectar un módulo inflable a la ISS. Su módulo de actividad expandible Bigelow (BEAM) se lanzó en un SpaceX Falcon 9 y se instaló en la ISS en 2016. Desde entonces, Bigelow Aerospace dejó pasar la oportunidad de ofertar por un contrato de la NASA para conectar otro módulo comercial a la ISS.

Esa oportunidad finalmente se le otorgó a Axiom Space para el desarrollo de su Axiom Hub 1, un primer paso importante en la carrera para desarrollar destinos comerciales en el espacio.

El fundador de la empresa, Robert Bigelow, dijo que la financiación era demasiado baja y que su empresa estaba más interesada en la oportunidad de desarrollar una estación espacial de vuelo libre. Bigelow Aerospace sufrió lo que hacen muchos arquitectos del futuro, enfrentándose a la realidad de las grandes ideas.

En la práctica, poner en órbita estaciones espaciales inflables masivas y un gran número de miembros de la tripulación requiere lanzadores masivos, como New Glenn de Blue Origin, Starship de SpaceX, SLS de la NASA o Vulcan de ULA, y múltiples opciones de transporte de tripulación rápidas, confiables y seguras.

Incluso ahora, esas opciones no están fácilmente disponibles. SpaceX es un único proveedor de vuelos espaciales tripulados comerciales, mientras que los cohetes New Glenn, Starship, SLS y Vulcan aún están en desarrollo.

Adelantándose a su tiempo y citando los impactos de la pandemia mundial, Bigelow Aerospace casi ha cerrado la empresa. En marzo de 2020 se despidió a toda su plantilla. En diciembre de 2021, transfirió la propiedad y operación del módulo ISS BEAM al Centro Espacial Johnson de la NASA. Hay otros proveedores comerciales que tienen éxito donde fracasó Bigelow Aerospace.

Nanoracks posee y opera una esclusa de aire comercial en la ISS. Sierra Space tiene su propia versión de un hábitat inflable en proceso llamado Large Integrated Flexible Environment (LIFE), que es un componente planificado de la apuesta de Blue Origin en una estación espacial comercial llamada «Orbital Reef».

Ambas compañías han ganado mucho con la inversión de la NASA para desarrollar la próxima era de estaciones espaciales comerciales en una economía sólida en la órbita terrestre baja.

Axiom Station puede liderar el camino

El primer paso hacia una nueva economía revolucionaria en la órbita terrestre baja se dio en 2020 cuando la NASA otorgó a Axiom Space un contrato de $ 140 millones para ordenar al menos un módulo comercial habitable que se conectará a la ISS, la oportunidad que Bigelow Aerospace dejó pasar.

Como se explica en un comunicado proporcionado por la NASA, el contrato es un primer paso para que un socio comercial «demuestre su capacidad para proporcionar productos y servicios y comenzar la transición hacia una economía sostenible de órbita terrestre baja en la que la NASA es uno de los muchos clientes«.

Axiom Space tiene planes para construir no solo el módulo que se conectará a la ISS, sino también construir sobre el módulo inicial y, en última instancia, separarse de la ISS como una instalación autónoma de vuelo libre llamada Axiom Station.

Representación de un artista que representa el proceso de construcción modular de la estación Axiom. El primer módulo, Axiom Hub 1, se adjuntará al Nodo 2

Axiom Hub 1, el primer módulo de la eventual Estación Axiom, consistirá en alojamientos para la tripulación con ventanas y será capaz de apoyar la investigación y la fabricación en el espacio. Se espera que el primer módulo de la estación espacial se lance a mediados de 2024.

La representación de un artista muestra el interior de un módulo de tripulación de la futura estación Axiom  

Inicialmente sus módulos se acoplarán con la ISS actual. Y luego, cuando la ISS se retire, en algún momento entre 2028 y 2030, se separarán de la Estación Espacial Internacional y empezarán a operar como la primera estación espacial comercial privada en órbita.

Axiom Hub 1 está siendo construido actualmente en Europa por Thales Alenia Space. Los trabajos comenzaron en octubre de 2021, solo 14 meses después del lanzamiento del programa. Se espera que la fabricación del módulo finalice pronto, seguida de las operaciones iniciales de integración y prueba.

Hemos estado trabajando en el proyecto; hemos estado desarrollando hardware. Estaremos en órbita en 2024, muy por delante de todos los demás. Y como resultado, tendríamos una gran ventaja de ser los primeros en actuar”, dijo Kam Ghaffarian, presidente de Axiom Space.

La representación de un artista muestra el exterior de la estación Axiom

Ghaffarian cree que su empresa tiene la ventaja sobre otras empresas que trabajan para desarrollar sus propias estaciones espaciales de vuelo libre porque las otras empresas no tienen la capacidad de conectarse a la Estación Espacial Internacional. 

Se espera que Axiom Space entregue Axiom Hub 1 a Houston para su ensamblaje final, equipamiento e integración a principios de 2023. Si bien el hardware se está construyendo actualmente, Axiom Space todavía tiene algunos aspectos logísticos en los que trabajar, comenzando con la forma en que el primer módulo llegará a la órbita en primer lugar. «Todavía no estamos 100% seguros de con quién vamos a contratar el transporte para que lo lleve a la órbita cuando esté listo», dijo Ghaffarian.

En un esfuerzo por abrir aún más la ISS a la comercialización, en 2021 la NASA solicitó propuestas para apoyar hasta dos misiones de astronautas privados al año a la ISS.

La NASA también seleccionó a Axiom Space como proveedor de las dos primeras misiones privadas de astronautas a la ISS. La NASA ha declarado que utilizará los datos y la información recopilados de las dos primeras misiones privadas de astronautas a la ISS antes de anunciar la selección de una tercera misión.

Al igual que las misiones de astronautas del Programa de tripulación comercial de la NASA, Axiom Space está asociado con SpaceX para el transporte de la tripulación utilizando su cohete Falcon 9 y las cápsulas Crew Dragon.

La primera misión privada de astronautas, AX-1, está programada para lanzarse desde el Centro Espacial Kennedy el 6 de abril enviando a tres clientes que pagan y a un exastronauta profesional de la NASA en una misión de 10 días con ocho a bordo de la ISS para realizar investigaciones científicas.

La segunda misión privada de astronautas, AX-2, se lanzará entre el otoño de 2022 y finales de la primavera de 2023.

Los miembros de la tripulación de la misión de astronautas privados AX-1 de Axiom Space se muestran en una cápsula de entrenamiento SpaceX Crew Dragon antes de su lanzamiento.

La NASA planea más de una estación

En contraste con el acceso exclusivo de Axiom Space para construir en la ISS, 11 empresas presentaron propuestas a la NASA para desarrollar estaciones espaciales independientes de vuelo libre.

De las 11 propuestas, la NASA seleccionó Blue Origin, Nanoracks y Northrop Grumman Systems en diciembre de 2021 y otorgó un total estimado de $ 415,6 millones para el desarrollo de la Fase 1, que se espera que dure hasta 2025.

Después de la fase de diseño inicial, la NASA tiene la intención de seguir adelante con al menos una de las empresas para certificar que el diseño de la estación espacial es seguro para los miembros de la tripulación de la NASA y comprar los servicios de los proveedores.

Blue Origin se asoció con Sierra Space y recibió un premio total de $ 130 millones en la financiación de la Fase 1 para desarrollar su propuesta estación espacial Orbital Reef (o Arrecife Orbital).

La representación de un artista representa el crecimiento de la estación espacial de vuelo libre llamada Orbital Reef, un esfuerzo combinado de Blue Origin, Sierra Space y otras industrias

Blue Origin y Sierra Space planean desarrollar el Orbital Reef y hacerlo atractivo para socios comerciales, investigadores y turistas al asociarse con Boeing, Redwire Space, Genesis Engineering Solutions y la Universidad Estatal de Arizona (ASU).

En una declaración proporcionada por Blue Origin, Brent Sherwood, vicepresidente senior de programas de desarrollo avanzado, dijo: «El parque empresarial espacial de uso mixto Orbital Reef ofrecerá costos y complejidad reducidos, servicios llave en mano y una arquitectura espacial inspiradora para respaldar cualquier negocio«.

La propuesta de Blue Origin presenta las opciones más atractivas para los turistas espaciales adinerados, así como para los investigadores científicos.

Para hacer de Orbital Reef una excursión y un destino en el espacio todo en uno y de fácil acceso, Blue Origin se asoció con Sierra Space y Boeing para proporcionar múltiples opciones de transporte de carga y tripulación.

Lindy Elkins-Tanton, vicepresidenta de iniciativa interplanetaria de ASU, lo explicó como «un pueblo. Piense en él como muchas organizaciones y personas diferentes en sus propias partes de «Orbital Reef» haciendo sus propias actividades«.

En un momento dado, la gran estación podría albergar hasta 10 ocupantes. También sería lo suficientemente grande como para proporcionar espacios para la investigación científica, la fabricación en el espacio e incluso la «hospitalidad exótica» para los turistas.

Otra característica única de la propuesta de Blue Origin es la oportunidad para que los visitantes experimenten el espacio sin las limitaciones de un traje espacial.

Genesis Engineering Solutions contribuirá esencialmente con una versión espacial de un submarino de una sola persona para realizar excursiones fuera de la estación principal.

Representación artística de la nave espacial de excursión sin traje para una sola persona de Genesis Engineering Solutions.  

Hasta ahora, las excursiones fuera de las naves espaciales han requerido el desafío, la inconveniencia, el riesgo y el gasto de los trajes espaciales. Orbital Reef cambia eso con la nave espacial para una sola persona, una alternativa eficiente y segura para los turistas”, dijo Brand Griffin, gerente de programa de Genesis Engineering.

Northrop Grumman, en asociación con Dynetics, Leidos y otros socios anónimos, recibió $125,6 millones en financiamiento de la Fase 1. Northrop Grumman espera aprovechar su amplia experiencia espacial para desarrollar una estación espacial aún sin nombre.

El diseño de la estación espacial comercial de vuelo libre en órbita terrestre baja de Northrop Grumman aprovecha elementos probados en vuelo para proporcionar el módulo base para capacidades extendidas que incluyen ciencia, turismo.

Inicialmente, será capaz de albergar a cuatro tripulantes permanentes con la expectativa de expandirse a ocho en el futuro según lo exija el mercado.

“Nuestra estación permitirá una transición fluida de las misiones LEO basadas en la Estación Espacial Internacional a misiones comerciales sostenibles en las que la NASA no asume todos los costos, sino que sirve como uno de los muchos clientes”, dijo Steve Krein, vicepresidente de espacio civil y comercial, Northrop Grumman en una declaración proporcionada por Northrop Grumman.

El diseño de Northrop Grumman también incorpora capacidades para apoyar la ciencia, la fabricación y el turismo. «Múltiples puertos de atraque permitirán la expansión futura para apoyar a la tripulación de exploración, hábitats análogos, laboratorios, esclusas de aire de la tripulación e instalaciones con capacidad de gravedad artificial«, como se describe en un comunicado emitido por Northrop Grumman.

Nanoracks, que recibió $160 millones en financiamiento de la Fase 1, se asoció con Voyager Space y Lockheed Martin para desarrollar su estación espacial llamada «StarLab».

La representación de un artista representa la estación espacial de vuelo libre llamada Star Lab, un esfuerzo conjunto de Nanoracks, Voyager Space y Lockheed Martin

El «Star Lab» propuesto podrá soportar continuamente hasta cuatro astronautas e «incluirá un gran hábitat inflable, diseñado y construido por Lockheed Martin, un nodo de acoplamiento metálico, un elemento de potencia y propulsión, un gran brazo robótico para el servicio de carga y cargas útiles y un sistema de laboratorio de última generación para albergar una capacidad integral de investigación, ciencia y fabricación«, como se explica en un comunicado proporcionado por Nanoracks.

El presidente de Nanoracks, Jeffrey Manber, dice que es inteligente que la NASA esté invirtiendo en múltiples estaciones espaciales, al igual que proporcionó fondos para más de un proveedor de carga de la ISS y eligió tanto a SpaceX como a Boeing para transportar pasajeros a la ISS.

Señaló que durante casi una década, EE. UU. había confiado en un proveedor, Rusia, para llevar a los astronautas de la NASA a la estación espacial antes de que SpaceX comenzara a hacerlo en 2019.

La invasión de Rusia a Ucrania habría complicado, si no terminado, los vuelos de la NASA a Rusia, dijo Manber. «Entonces, esta crisis muestra el valor de que Estados Unidos se mueva hacia una nueva era en la que habrá múltiples estaciones espaciales privadas más pequeñas«, dijo Manber. «Para que no dependamos de ninguna compañía, ningún equipo, y tengamos una presencia realmente sólida en el espacio«.

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