Del ingeniero nazi al traje de Playtex: los dise?os imposibles que nos llevaron a la Luna

Cuando Kennedy dio su famoso discurso en 1962 prometiendo la llegada a la Luna antes del final de la d¨¦cada, los aparatos del momento solo permit¨ªan que los c¨¢lculos necesarios en los campos t¨¦cnicos, tecnol¨®gicos y astron¨®micos estuvieran listos tras varias generaciones. Las computadoras eran demasiado lentas, los materiales necesarios demasiado costosos y la programaci¨®n excesivamente laboriosa.

Por Estados Unidos nadie ten¨ªa ni idea de cu¨¢les eran las condiciones del ser humano en el vac¨ªo hostil del espacio exterior, mucho menos se intu¨ªa qu¨¦ ropa ser¨ªa necesaria para protegerlo. Nadie sab¨ªa c¨®mo conseguir que una radio retransmitiera con efectividad hacia la Tierra. Y lo m¨¢s importante: no ten¨ªan el cohete, el motor o el combustible necesario para viajar.

Podemos ponernos en la piel de alguno de los ingenieros a cargo de la NASA escuchando su mensaje. Envueltos en escepticismo primero, desbordados ante el inconmensurable reto despu¨¦s. As¨ª arranc¨® el Programa Apolo, con una cuenta atr¨¢s. En ocho a?os tendr¨ªan que ingeni¨¢rselas para superar a los rusos, y, como rezar¨ªa el famoso dicho de Gene Kranz, director de vuelo durante el Proyecto Gemini y el Proyecto Apolo, "failure is not an option" (el fracaso no es una opci¨®n).

El caso es que consiguieron materializar el que es posiblemente el evento m¨¢s alucinante del siglo XX, tanto que, pese a haber ocurrido hace 50 a?os, nos sigue pareciendo una cosa del futuro. Tal vez por eso mismo, por lo incre¨ªble de la haza?a, la llegada a la Luna sea el evento m¨¢s rebatido a base de conspiraciones de la historia de la humanidad. Estos son algunos de los avances que permitieron que el hombre llegara a la Luna en aquel momento y que responden a sus negacionistas.

Saturno V, el cohete que se mantiene imbatible

La decisi¨®n de ir a la Luna estuvo muy vinculada, como sabemos, a la estrategia pol¨ªtica. Rusia iba ganando en la exploraci¨®n espacial, dominando el vuelo en ¨®rbita baja, pero los asesores de Kennedy le dijeron que Estados Unidos ten¨ªa m¨¢s de un 50% de probabilidades de alunizar antes que los sovi¨¦ticos. Pese a que los cohetes rusos de principios de los sesenta eran m¨¢s potentes que los estadounidenses, no contaban con la potencia de lanzamiento necesaria para llegar al astro vecino. El equipo liderado por Wernher von Braun, ingeniero alem¨¢n responsable de buena parte de la arquitectura del programa lunar, confiaba en que s¨ª ten¨ªan los conocimientos para desarrollar esa aeronave todopoderosa.

El padre del cohete que nos llev¨® a la Luna fue el V-2, uno de los primeros misiles bal¨ªsticos adaptados. Esta arma fue desarrollada por los nazis, von Braun incluido, durante los ¨²ltimos estertores de la Segunda Guerra Mundial. Adem¨¢s de ser una m¨¢quina de muerte, fue el primer artefacto humano conocido que hizo un vuelo suborbital, es decir, a m¨¢s de 100 km de altura de la Tierra, aunque no llegaba a circunvalarla en su totalidad. El origen de aquella tecnolog¨ªa era la lucha nuclear.

Por eso, como cuenta a ICON Design Mark Kidger, cient¨ªfico de soporte comunitario del Observatorio Herschel en la Agencia Espacial Europea (ESA), uno de los principales escollos fue convertir aquella ingenier¨ªa militar a otra v¨¢lida para el vuelo tripulado. "En una guerra nuclear es aceptable que el 10% de los misiles no lleguen a despegarse, pero, por ejemplo, el Ariane 5¡ªel cohete espacial europeo lanzado por primera vez en 1996¡ª, con un 98% de fiabilidad, no se considera lo suficientemente fiable para lanzar a los astronautas.

"Ning¨²n cohete pasado o presente se ha acercado a su extraordinaria capacidad", dice un cient¨ªfico de la Agencia Espacial Europa. Se espera que solo los chinos tengan una tecnolog¨ªa equiparable para 2030

Viendo que la serie de cohetes Jupiter empezaba a ser un ¨¦xito, en 1957 se empezaron a fabricar los primeros Saturno. Aunque el plan predilecto de Von Braun habr¨ªa sido crear el Saturno C-8, tambi¨¦n conocido como Nova, y con el que la nave lunar habr¨ªa sido una ¨²nica pieza (y no dos, como finalmente ocurri¨® con el Saturno V).

Si las cifras del Saturno V son apote¨®sicas, las de Nova entraban en otra categor¨ªa. 4.000 toneladas de peso frente a las 2.700 de Saturno V, 210 toneladas directas de carga ¨²til (la nave en s¨ª) en lugar de las 140 que finalmente llegaron a la Luna, y todo ello movido mediante el pesado combustible s¨®lido, en lugar del criog¨¦nico que escogieron en el programa Apolo. Habr¨ªa sido el doble de caro y no habr¨ªa estado disponible para antes del final de la d¨¦cada, por lo que se descart¨® su construcci¨®n.

Saturno V demostr¨® ser m¨¢s que suficiente. "Ning¨²n cohete pasado o presente se ha acercado a su extraordinaria capacidad", nos recuerda Kidger. Estuvo inmensamente adelantado a su tiempo, tanto que se espera que solo los chinos tengan una tecnolog¨ªa equiparable para 2030, cuando presenten el cohete Long March 9, que podr¨ªa igualar el tonelaje de la obra estadounidense. Aunque SpaceX, la empresa aeroespacial fundada por Elon Musk, tambi¨¦n ha publicado el plano conceptual de una nave que podr¨ªa llevar una carga ¨²til de 150 toneladas, los expertos no tienen nada clara la viabilidad de su proyecto.

Rocketdyne F-1, los motores que elevaron al gigante

Si el Saturno V es el embalaje de la nave Apolo, los motores Rocketdyne F-1 fueron la pieza seminal que lo impuls¨® todo, literalmente. A d¨ªa de hoy siguen siendo unos de los propulsores m¨¢s potentes que existen y se cree que no podr¨ªamos replicar al 100% su construcci¨®n, ya que muchos de los t¨¦cnicos involucrados en su dise?o han fallecido.

El cohete ten¨ªa tres piezas, conocidas como etapas, que se iban desprendiendo a medida que el proyectil iba conquistando altura para despu¨¦s dejar a la nave Apolo propiamente dicha desnuda en el espacio. Para empujar toda aquella materia se usaron cinco de estos propulsores a reacci¨®n. Todo su trabajo se limitaba a mover la nave durante los dos minutos y treinta segundos del despegue, pero en ese tiempo se com¨ªan 770.000 litros de combustible (imagina todo el dep¨®sito de 15 Boeing 747 juntos) y elevaban todas aquellas toneladas 50 kil¨®metros en el aire, colocando al resto del proyectil a una velocidad final, antes del cambio de fase, cercana a los 9.000 kil¨®metros por hora.

Seg¨²n los astronautas, hablamos de la misma emoci¨®n que estar en la ¨²ltima planta de un rascacielos en mitad de un enorme terremoto para que, de pronto, varias personas te presionen el pecho con todas sus fuerzas. Al llegar a Mach 7, la velocidad hipers¨®nica, llega s¨²bitamente la liberaci¨®n. O al menos hasta volver a casa, ya que en la fase de reentrada atmosf¨¦rica Armstrong, Aldrin y Collins llegaron al Mach 32.

Con los F-1 nos toca hablar de otro de los retos constantes del programa Apolo, el del almacenaje y la quema del combustible. "La temperatura dentro de la tobera alcanzaba los 3.100 grados, pero las bombas de combustible que alimentaban el motor ten¨ªan que ser capaces de suministrar tanto el ox¨ªgeno l¨ªquido a menos 184 grados como el queroseno a 820", dice Kidger. ?C¨®mo conseguir que la estructura resistiese unas temperaturas m¨¢s pr¨®ximas a las de la superficie solar que a otra cosa? ?C¨®mo lograr que el cohete direccionase la energ¨ªa para que el Saturno V se orientase correctamente y no acabase en un monumental incendio?

De ah¨ª que fuese fundamental el dise?o de la estructura de soporte de los motores, que distribu¨ªan el empuje de forma equilibrada sobre toda la base del cohete. Tambi¨¦n fueron cruciales las cuatro anclas creadas para mantener al cohete estable durante los 8,9 segundos entre el encendido de los motores y el despegue, mientras el empuje llegaba a plena potencia y se comprobaba que el conjunto del cohete estaba listo para despegar.

La estabilidad de la quema deb¨ªa ser total, y estos monstruos inicialmente no lo eran. En una ¨¦poca en la que la rama de la ciencia necesaria para solventarlo (la din¨¢mica de fluidos computacional) a¨²n no exist¨ªa, el problema se solvent¨® con el viejo ensayo y error: los ingenieros hac¨ªan estallar peque?as cargas explosivas en el exterior de la tobera del motor mientras quemaba e iban cambiando la configuraci¨®n hasta que dieron con una configuraci¨®n estable.

M¨®dulo lunar, el primer veh¨ªculo humano astral

Terminadas las etapas saturnianas, entramos en las del Apolo. El m¨®dulo de mando (MM) Columbia era el recept¨¢culo en el que se alojaban los astronautas la mayor parte del viaje, pero una vez llegados a la ¨®rbita lunar, Neil A. Armstrong y Edwin Aldrin bajaron a la superficie selenita desde el m¨®dulo lunar (LM), tambi¨¦n conocido como Eagle, la primera nave ideada por el hombre ¡ªen este caso el ingeniero aeroespacial Thomas J. Kelly¡ª para poder volar en otro planeta.

En realidad, los protagonistas de la haza?a solo tuvieron que alunizar, ya que sus compa?eros del Apolo 10 hab¨ªan ensayado casi todo el trabajo, incluido el vuelo en ¨®rbita lunar baja, dos meses antes. Pero una de las cosas que cambiaron de cara al viaje hist¨®rico fue el dise?o final de este Eagle. Los del Apolo 10 hicieron bien en no aterrizar, porque su m¨®dulo lunar ten¨ªa 40 kilos de sobrepeso, el cual habr¨ªa reducido el margen de seguridad en el alunizaje (recordemos que Armstrong lleg¨® de vuelta al Columbia con tan solo 15 segundos de combustible disponible).

Se esperaba que el LM fuera fino fin¨ªsimo. No pod¨ªa pesar un gramo de m¨¢s, ya que era una de las partes donde m¨¢s peso pod¨ªan ahorrar de toda la estructura (y lo consiguieron: 1.100 kilos menos desde los primeros modelos en 1965). Como no tendr¨ªa que lidiar con la resistencia aerodin¨¢mica, y solo importaba que pudiera llegar a la Luna, ni la forma de la nave ni su sostenibilidad en la Tierra eran importantes.

De ah¨ª que, por ejemplo, sus patas solo aguantasen la estructura con la gravedad de la Luna, o que para la parte inferior tuviesen que usar las llamativas mantas de Kapton, un aislamiento de varias capas doradas, que ahorraron 50 kilos pero cuya complejidad y fragilidad dificultaban y encarec¨ªan enormemente el proceso de fabricaci¨®n. No sali¨® barato: la fabricaci¨®n del Eagle se llev¨® 2.241 millones de d¨®lares de los de entonces y tuvo entretenidas durante a?os a 7.000 personas.

El A7L, el traje espacial

Tambi¨¦n fue enorme el salto de calidad entre los trajes primigenios y los de los lanzamientos previos al Apolo 11. Buena parte del cambio vino motivado por la tr¨¢gica muerte de la tripulaci¨®n del Apolo 1, cuando se descubri¨® que, de no haber muerto asfixiados y envenenados, habr¨ªan muerto igualmente por el fuego de la cabina. El nuevo traje extravehicular tendr¨ªa que ser ign¨ªfugo, resistir a temperaturas de 120 grados al sol y de menos 100 grados a la sombra, ser flexible, saber absorber y dispersar el calor corporal y, finalmente, limpiar el di¨®xido de carbono del circuito de respiraci¨®n.

"Tras experimentar con un sistema refrigerado por la circulaci¨®n de gas, la NASA decidi¨® por el sistema refrigerado por agua", explica el cient¨ªfico. "Un traje interior mov¨ªa agua por una red de tubos en forma de malla para mantener c¨®modo al astronauta. Inicialmente se exig¨ªa una autonom¨ªa para el traje de cuatro horas y una fiabilidad del 99,95% durante 12 horas de uso". A esa capa de climatizaci¨®n le segu¨ªan otras tantas de nailon, Kapton, tela de fibra de vidrio, Mylar¡­

Tambi¨¦n se us¨® neopreno, que facilitaba la parte t¨¢ctil de los trabajos mec¨¢nicos y f¨ªsicos de los astronautas. Pero el gran invento fue una tela especial llamada "tela beta" o betacloth, que consist¨ªa de microfibras de vidrio recubiertas de tefl¨®n. La capa externa del traje era de betacloth y era la garant¨ªa ¨²ltima de protecci¨®n para el astronauta de la radiaci¨®n y los micrometeoritos. M¨¢s all¨¢ del traje, a cent¨ªmetros de su piel, se encontraba la muerte asegurada. Hubo que coser cada pieza a mano y la tolerancia del pespunte era de medio mil¨ªmetro entre puntadas.

?Y qui¨¦n se encarg¨® del proyecto? International Latex Corporation, m¨¢s conocida en aquella ¨¦poca por sus sujetadores Playtex (y en concreto su modista Jo Thompson). Eran ellos quienes mejor que ning¨²n otro ten¨ªan la experiencia necesaria para la compleja flexibilidad de estas prendas.

He aqu¨ª otro de los mitos cl¨¢sicos: muchos creen que, gracias a las muchas medidas de precauci¨®n, se evit¨® el temido polvo lunar, presencia da?ina que podr¨ªa haber provocado cortocircuitos y otros errores fatales. La realidad es que, "pese a todos los esfuerzos, incluidos intentos de limpiarse con peque?as aspiradoras, el polvo lunar se meti¨® por todos lados. Los astronautas comentaron que la cabina del m¨®dulo lunar ol¨ªa a polvera tras los paseos lunares. Toda la nave acab¨® realmente sucia tras el reacoplamiento en ¨®rbita lunar".

El Apollo Guidance Computer, el padre de la computaci¨®n moderna

"Sin Apolo hoy no tendr¨ªamos port¨¢tiles", sentencia Bernard Foing, l¨ªder cient¨ªfico de la primera misi¨®n lunar de la ESA y director del Grupo Internacional de Exploraci¨®n Lunar (ILEWG). "El trabajo de los ingenieros y la industria de la NASA en ese momento caus¨® un cambio dram¨¢tico en la electr¨®nica y los sistemas inform¨¢ticos, pero tambi¨¦n en industrias de rob¨®tica, hardware y software de computadoras, nanotecnolog¨ªa, aeron¨¢utica¡­".

En la Tierra, en Houston, se trabaj¨® con el mainframe de IBM System 360/75, mientras que para las naves se cre¨® ex profeso el Apollo Guidance Computer (AGC), fabricado por Raytheon y dise?ado por el laboratorio de instrumentaci¨®n del MIT, una belleza de 72 kilobytes de memoria y 35 kilos de peso. Es decir, un prodigio de la tecnolog¨ªa para la ¨¦poca. Tanto el m¨®dulo lunar como el de mando llevaban el suyo, aunque el software de cada uno de ellos era diferente, pues necesitaban hacer distintas operaciones. Es conocido que fueron de los primeros en usar circuitos integrados.

Aunque mucho trabajo de c¨¢lculo lo hac¨ªan desde Tierra, estos aparatos deb¨ªan ser capaces de realizar operaciones de forma aut¨®mata y en multitarea en algunos momentos cruciales del viaje, y, como cuenta ya la leyenda, el ordenador del m¨®dulo lunar se satur¨® en la fase de descenso, dejando a Armstrong incomunicado y solo ante el peligro durante un minuto de los 11 que dur¨® la bajada.

Pese a que los AGC son una mala broma comparados con nuestros smartphones, eran mucho m¨¢s seguros, y no les dejaron del todo tirados. Su capacidad para ejecutarse de forma as¨ªncrona permit¨ªa que el ordenador supiese priorizar su trabajo, por eso cuando Armstrong asumi¨® el control manual, las exigencias de procesamiento de la computadora descendieron significativamente y la m¨¢quina volvi¨® a recuperar su estabilidad y a escupir sus c¨¢lculos. "Tal como demostr¨® la experiencia del Apolo 11, les habr¨ªa venido bien tener una mayor capacidad de computaci¨®n a bordo, pero eso supon¨ªa m¨¢s espacio y m¨¢s peso¡±.

Si en 1969 la llegada a la Luna fue la mayor aventura jam¨¢s contada, para 1971 todo se hab¨ªa vuelto tan rutinario y de tan poco inter¨¦s que los espectadores mandaban cartas de protesta a las cadenas de televisi¨®n por quitar las reposiciones de cap¨ªtulos de telenovelas del momento para retransmitir los viajes espaciales. "Creo, sinceramente, que no podremos apreciar realmente la escala del logro del Proyecto Apolo y su importancia hasta que regresemos a pisar la Luna. Solo cuando lo hagamos y nos quedemos en la superficie sin abandonarla seremos capaces de valorar la importancia de los alunizajes Apolo", sentencia Mark Kidger.