Creo que podría hacerse de manera bastante económica e incluso con naves espaciales que ya existen hoy en día. Sin embargo, tendrías que hacer la misión solo un vuelo sin aterrizar, o aterrizar con éxito, pero dejar que los astronautas mueran varados en Marte.
En cualquier caso, Falcon Heavy y Dragon V2 son, con mucho, la mejor opción si quieres que edto llegue a cualquier lugar cerca del planeta rojo.
Aunque muchos de los aspectos técnicos de la misión ya serían resueltos por SpaceX e incorporados al módulo Dragon V2 (como las telecomunicaciones), necesitará algunas adiciones importantes de soporte vital hechas a la nave espacial, para asegurarse de que sea apta para una misión duradera cientos de días, lo más importante, un recuperador de agua y reguladores de CO2 y O2, y más fuentes de electricidad de respaldo. Y necesitará tener un baño instalado.
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Lo más importante es que tendrá que establecer y financiar un departamento de control de tierra, que supervisará toda la misión, calculará con precisión las trayectorias y planificará cualquier maniobra.
La configuración de Falcon Heavy con Dragon V2 ha costado $ 250 millones para su lanzamiento . Dragon V2, el módulo espacial tripulado más avanzado de la historia puede albergar a 7 personas y se ve así:
Falcon Heavy se lanzará primero y pondrá el Dragon V2 en la trayectoria de intercepción de Marte. El módulo de la tripulación tendrá capacidad para 1-2 personas y suficiente comida y agua para durar todo el viaje, y probablemente interceptará a Marte ~ 220 días después del lanzamiento.
Hay dos variaciones del viaje. Si su objetivo final en la vida es simplemente caminar sobre Marte y no le importa lo que suceda después, podrá aterrizar en Marte, pero nunca volver a la Tierra. Durante la maniobra de aterrizaje, el frenado atmosférico reducirá la velocidad del Dragon V2 lo suficiente como para permitir un aterrizaje suave con propulsores. Una vez en Marte, la tripulación se quedará sin combustible , no tendrá forma de regresar a la Tierra y morir de hambre.
Si quisieras regresar a la Tierra desde una misión, infortunadamente no podrías aterrizar en Marte. Sin embargo, podría hacer un vuelo muy cercano que lo llevaría a menos de 100 km a la superficie, lo que le permitirá vislumbrar a Marte en toda su gloria durante unos minutos. Además, pasarían 5 días más cerca de Marte que parecería más grande que la Luna desde la Tierra.
Si sincronizaste la aproximación a Marte a la perfección, tu órbita traería la nave espacial de regreso a la Tierra y volvería a la atmósfera 280 días después.
Presupuesto descompuesto:
- Módulo Dragon (costo básico): $ 160 millones
- Módulo Dragon (actualización interplanetaria): $ 40 millones
- Falcon Heavy: $ 90 millones
- Salarios: $ 75 millones
- Otros gastos: $ 200 millones
Gastos totales: ~ $ 570 millones
Probablemente podría recuperar una parte importante de sus costos si traía consigo algunas cargas comerciales. Se podría ubicar una nave espacial que pese hasta 1,5 toneladas en la bahía de carga no presurizada (1 o 2 orbitadores de tamaño mediano, $ 50 millones de cada uno).
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Sin embargo, si quisieras regresar de Marte, esa es una historia completamente diferente y requeriría una nave espacial con un presupuesto v delta de al menos 6000 km / s.
Un Dragon V2 estándar completamente cargado (masa seca de 9500 kg) con un delta v total de aproximadamente 600 km / s tiene una relación de masa seca a masa de combustible de aproximadamente 3: 1 (20% de toda su masa es combustible).
Si quisiéramos actualizarlo a 6000 km / s, necesitaríamos una relación de masa seca a masa de combustible de 1: 9 (88% de toda su masa como combustible), limitando su masa vacía a aproximadamente 1000 kg (y un Dragón vacío V2 sin carga útil ya pesa 3-4 veces más que eso). Entonces, Falcon Heavy + Dragon definitivamente no sería lo suficientemente poderoso como para llevar a cabo una misión de regreso. De hecho, incluso la nave espacial Orion no sería suficiente.
La única forma de hacerlo con la tecnología actual sería utilizar tres etapas separadas : para transferencias, aterrizaje y reentrada en la tierra (el mismo principio que con los aterrizajes lunares del Apolo). La carga útil necesaria para ser transportada desde la superficie de la Tierra fuera de su pozo de gravedad será de al menos 25,000 kg.
Falcon Heavy es el cohete más poderoso que existe actualmente, pero no lo suficientemente poderoso como para acelerar 25,000 kg por encima de la velocidad de escape. Eso solo sería posible con un cohete comparable a Saturno V en términos de potencia: el Sistema de Lanzamiento Espacial actualmente planificado por la NASA es solo uno que se ajuste a los criterios, y deberá ser llevado al límite.
Para la nave espacial interplanetaria, la etapa de lanzadera (más importante para volar a Marte y de regreso desde Marte) necesitaría tener un delta v total de aproximadamente 3500 km / s, y la etapa de aterrizaje necesitaría tener un delta v total de 4200 km / s.
Si quisiéramos que la etapa de aterrizaje tuviera una capacidad de carga de 500 kg, igual que el módulo lunar Apolo (2 astronautas, una carga útil científica considerable y la capacidad de transportar muchas rocas y otras muestras en el viaje de regreso), requeriría 100 adicionales kg de escudo térmico y 900 kg de masa estructural seca (estructura, electrónica, propulsores, combustible, todo lo más liviano posible). La masa total del módulo de aterrizaje, incluido el combustible, sería de 6200 kg.
Los 19000 kg restantes deberán dedicarse a las etapas de transporte y reentrada, y más de 13500 kg de esa masa deberán ser solo el combustible, dejando 6000 kg para toda la misión. Solo la estructura principal, los tanques de combustible y los motores tomarán 2200 kg de esa masa, la cápsula de reentrada para 2 personas pesará 1200 kg adicionales . El módulo de transporte también debería contener al menos 600 días de alimentos para 2 personas = 600 kg , otros sistemas de soporte vital y gestión de desechos = 600 kg, paneles solares y almacenamiento de energía = 500 kg , 3 personas adultas = 220 kg, trajes espaciales y máquinas de ejercicio de cero g = 150 kg, artículos para uso personal = 100 kg, equipos electrónicos y de telecomunicaciones = 500 kg.
Solo el lanzamiento del Sistema de lanzamiento espacial le costará al menos $ 500 millones. El desarrollo y la construcción de la nave espacial principal sería de un mínimo de $ 1-2 mil millones. Los gastos y salarios de la estación terrestre serían $ 200 millones adicionales .
Mantener los gastos por debajo de $ 3 mil millones sería extremadamente difícil incluso para una empresa como SpaceX, con los costos bajos como su máxima prioridad, y probablemente tomaría al menos 10 años desde el inicio del desarrollo hasta el lanzamiento en sí.
Sin embargo, una organización financiada por el gobierno como la NASA definitivamente necesitará mucho más dinero para lograr el mismo objetivo, los presupuestos para muchos de sus proyectos recientes indican que seguramente superará los $ 30 mil millones.
