La Estación Espacial China Tiangong

Por Rafael Harillo Gómez-Pastrana

El espacio es, cada vez mas, un escenario vibrante de actividad a todos los niveles, desde las puramente comerciales, a las científicas, exploradoras, y como no podía ser de otra forma, de actividades tripuladas que pretenden, además, ser una expresión de las capacidades de los Estados y las  compañías privadas, una proyección de su poder e influencia  en la Tierra.

Es evidente y así  lo han puesto de manifiesto la práctica totalidad de actores implicados, que estamos ante un dominio vital  y frente a unas actividades de carácter crítico y que la presencia en el espacio tiene cada vez mayor relevancia. El disponer, en este contexto, de una plataforma orbital tripulada es muy relevante.

Tras la experiencia de la Mir, inicialmente soviética y posteriormente rusa, el gran proyecto espacial multinacional que nos ha acompañado durante décadas ha sido la Estación Espacial Internacional, ISS por sus siglas en inglés. Sin embargo, en este proyecto no participó China, al igual que no está prevista su participación en la futura estación espacial en órbita lunar, Space Gateway. El contexto político terrestre no ha hecho posible dichas colaboraciones, por lo que China, en el seno de un importante programa espacial que incluye el acceso a la Luna (no solo con aterrizadores, sino con la futura base en el polo sur junto a  Rusia, el retorno de muestras, el acceso a la cara oculta, etc.), la realización de un  viaje y descenso de un rover en Marte, además de garantizar el acceso a la órbita terrestre, así como el  desarrollo de nuevos y mas potentes lanzadores,  y el fomento de compañías “ privadas”  que operen el concepto New Space, entre otras actividades, ha decidido incluir una estación espacial. El artículo I  del Tratado del Espacio de 1967 ya estableció el derecho al libre acceso al espacio ultraterrestre para la exploración y su utilización

Articularé esta breve reseña en tres puntos. El porqué de la “individualidad” china en el espacio; la estructura de la propia estación espacial Tiangong, y finalmente las misiones que se están llevando a cabo en la actualidad  y las que están programadas

I.- China está desarrollando un pujante programa espacial en el  que las estaciones espaciales son parte importante; por el momento, utilizan el mismo nombre para designar a las que ha puesto en órbita: La Tiangong 1 estuvo operativa de 2011 a 2018 y la Tiangong 2 de 2016 a 2019, ambas recibiendo visitas tripuladas.

Sin embargo, es conocido que China ha estado ausente de los grandes proyectos internacionales, lo que la ha impulsado precisamente, a desarrollar esta línea individual de actuaciones.

La explicación de esta situación la encontramos  en la denominada “Wolf Amendment” de 2013, que toma el nombre del senador republicado estadounidense Franck Wolf, que incluyó en la Ley  Federal de Asignaciones Presupuestarias, de la que dependen los fondos de la NASA, una enmienda que, básicamente, impide a la NASA efectuar gasto alguno que implique colaboración con China. De hecho, no es una prohibición absoluta, sino que establece unas condiciones severas para que dicha colaboración se pueda llevar a cabo, que incluye la aprobación del FBI y del Congreso, como sucedió en la misión Chang´e

Arranca la situación conflictiva en 1999, continuó en 2011, se perfiló en 2013 (la citada referencia), y en base a una mención final en la Consolidated and Futher Continuing Appropiations Act de 2015, se mantiene actualmente  vigor. Los motivos de fondo se basan, citados de una manera muy genérica  en la presunta “apropiación” de propiedad intelectual  estadounidense, los abusos relacionados con derechos humanos sobre minorías étnicas y religiosas en China y el desarrollo de armas anti satélites que pueden afectar a activos estadounidenses en el espacio.

Si bien la ESA ( European Space Agency) y otras agencias espaciales como la rusa Roscosmos y la japonesa Jaxa han mostrado su interés y disposición para colaborar con China y participar de su programa espacial tripulado, los EE. UU mantienen una posición en contra muy severa, lo que ha levantado voces en el seno de la propia administración norteamericana en el sentido de suavizar la relación, de la misma forma que se hizo con la URSS en la guerra fría, ya que el actual desarrollo del programa espacial chino parece invitar a que una relación controlada sea mejor que eludirla.

En el entorno del Presidente Biden se intenta presentar la postura de que los habituales socios de EE.UU no tendrán problema en colaborar con China, por lo que será EE.UU quien quedará  fuera de determinadas actuaciones y hay algunas, como el control de los space debris o el seguimiento de asteroides potencialmente peligrosos, que requieren sin duda, la colaboración internacional.

De hecho, en la reciente misión de retorno de muestras lunares, que China compartió con la comunidad internacional, expresamente indicó que no se hacia con los Estados Unidos precisamente por  la existencia de la “Wolf Amendment”, en aplicación del principio de reciprocidad que suelen regir las relaciones diplomáticas.    

II.- Presentada la situación política, me centraré ahora en la configuración de la Estación Espacial China, que no debe verse solo como la infraestructura en órbita, sino como un complejo conjunto de elementos y capacidades.

Estación Espacial China

Dicho proyecto debe entenderse configurado de la siguiente forma:

(i)La Estación Espacial propiamente dicha, bautizada Tiangong (Palacio celestial), se constituye con tres módulos esenciales: El primer módulo “Tianhe” que, ha sido recientemente visitado por tres astronautas chinos o takionautas, y que constituye el módulo central o de comando; y los módulos de experimentos (EM I y EM II) denominados “Wentian” y “Megtian”. Los tres forman una estructura en forma de “T”.  La Estación opera en una órbita (LEO) situada a unos 400 Km sobre la superficie terrestre y con una inclinación de aproximadamente 41º a 43º, con  una masa de aproximadamente de 66 toneladas, si bien cuando estén atracadas las naves tripuladas y de carga puede alcanzar las 100 toneladas. Se espera que tenga una vida útil de entre 10 a 15 año con el mantenimiento adecuado. 

En orden de marcha, la “proa”, por utilizar el símil náutico, sería el módulo “Tianhe” que cumplirá las funciones de control, dirección y módulo habitacional de los astronautas y además dispondrá de diferentes áreas de trabajo, mientras que los módulos EM I y EM II proporcionarán el oportuno apoyo para el desarrollo de las actividades científicas y de investigación que se llevarán a cabo en la estación.  Además, esté modulo dispondrá de los nodos de atraque (hasta 4) para las naves tripuladas y de carga, así como un brazo robótico similar al ruso Lyappa para facilitar tanto las maniobras como las actividades extravehiculares (EVA, por sus siglas en inglés) que desarrollen los astronautas. En este módulo se encuentran los dos conjuntos de paneles solares que proporcionan energía a la estación y los cuatro motores de iones que proporcionan propulsión, básicamente para contrarrestar el efecto de arrastre de la atmosfera y reposicionarla. Según fuentes de la Academia China de ciencias, 400 Kg de combustible empleados en esta tarea tienen la misma eficiencia que cuatro toneladas aplicadas a motores químicos tradicionales. Tal es la confianza en la eficiencia de dichos motores que se piensa en su utilización en viajes a marte como una fuente de propulsión fiable y que recortará en mucho el tiempo empleado en alcanzar el planeta rojo.  

El EM I, además de sus funciones como base de investigación, dispone de la capacidad de ser el módulo de backup o soporte secundario como módulo de comando en caso de que sea necesario. Aquí está situada la principal área de vivienda para los astronautas, que serviría de refugio en casos de emergencia, disponiendo de una exclusa para actividades EVA y sus propios pequeños brazos robóticos.

El EM II, como centro de investigación, se utilizará para llevar a cabo experimentos tanto en su interior como en el exterior, gracias a que dispone de una exclusa para ello que se utiliza con asistencia tanto de los propios astronautas como de los brazos robóticos.

Estación Espacial China Tiangong.

La configuración de los tres módulos se ha efectuado de forma que puedan ser adaptados diferentes racks en función de las tareas a desarrollar, buscando interfaces estándar en la mayor parte de casos. Estos racks, concretamente catorce unidades del tamaño aproximado de un frigorífico, incluyen opciones para la investigación sobre fisiología humana en el espacio, biología y biotecnología, aplicaciones tecnológicas, microgravedad, astronomía, física de fluidos, observación de la tierra etc.

Asimismo, en el exterior de los módulos EMI y EMII se dispondrá de plataformas para experimentos que necesitan exposición al vacío del espacio

La Estación será capaz de proporcionar algo mas de 27 Kw de potencia, de los cuales alrededor de 12 Kw se prevén destinar a los experimentos y actividades científicas.

La tripulación básica será de tres astronautas, con opción de un máximo de seis, dependiendo siempre, como sucede en la ISS, de la nave a naves que estén atracadas a la estación para proveer un servicio de rápida extracción en caso de problemas. Estos tripulantes podrán realizar actividades extravehiculares desde las citadas exclusas en los módulos CM y EM I. Siguiendo los estándares habituales, las EVA suelen llevarla a cabo dos astronautas durante un máximo de ocho horas. 

(ii) Formando parte del sistema, se encuentran la nave que ha de llevar a las tripulaciones o “Shenzhou”; la nave carguera para el envío de suministros y experimentos, denominada “Tianzhou” y los satélites de comunicaciones para dar plena cobertura a las funciones de la estación o “Tianlian”.

La nave Shenzhou, de clara inspiración en la Soyuz rusa, dispone de tres módulos: El orbitador donde va instalada la tripulación, el módulo de regreso a la tierra y el módulo de servicio y propulsión. Ya se trabaja en la nueva nave, con mayor capacidad de transporte de astronautas (hasta seis) y con un sistema de atraque compatible con el de la ISS. Asimismo, podrá realizar misiones en LEO y en espacio profundo.

La Tianzhou puede llevar hasta 6,500 Kg de carga; en comparación los cargueros rusos Progress proporcionan 2,500 Kg de carga y la Dragon de Space X 6,000 Kg.

(iii) A su vez, China dispone de una flota de lanzadores que incluyen diferentes modelos para cada una de las funciones específicas de la misión: Así, los módulos de la estación espacial se lanzarán con el Long March CZ-5B; las naves tripuladas se lanzan con el Long March CZ -2F y las naves cargueras se envían al espacio utilizando el Long March CZ-7

III.- Descrito someramente el sistema que integra la estación espacial china, veremos finalmente como se ha  concretado este mediante las misiones que recientemente se han llevado a cabo.

El 29 de abril de este año se puso en órbita el módulo central, el Tianhe, mediante un Long March 5B, que generó cierta polémica en cuento a la reentrada en la tierra de su fase principal una vez cumplió su misión de poner en órbita su carga. Posteriormente, el 29 de mayo y con un Long March 7, se envió un carguero Tianzhou -2 para configurar la arquitectura básica del embrión de la estación a la espera de la llegada el 17 de junio de la Shenzhou 12, lanzado con un Long March 2F, a bordo de la cual iba la tripulación compuesta por el comandante de la misión Nie Haisheng (56), Tang Hongbo (45)  y Liu Boming (54). La unión de las tres naves presente la configuración que a continuación se muestra. Esta primera misión, que debe ser considerada como una prueba de funcionamiento de todos los sistemas, durará tres meses. 

Es relevante indicar que tanto a efectos de seguridad, para un eventual rescate, como de redundancia en el caso de un fallo en el lanzamiento, se tuvo la precaución por las autoridades chinas de tener un segundo sistema de Shenzhou, y Long March 2F preparado para estar operativo en solo ocho días y medio. Obviamente, también había una tripulación de reserva. De igual manera, si la Shenzhou 11 empleó 40 horas en 2016 en llegar a su destino, la Shenzhou 12 solo ha tardado 6 horas y media en alcanzar a la “Tianhe”. Como reseña, la Dragón Crew emplea 23 horas. El record lo ostenta la Soyuz Ms-17, que llegó a la ISS en tres horas y tres minutos desde su lanzamiento.

Se espera que, concluida esta primera misión, se envíe en septiembre la Tianzhou 3 y la Shenzhou 13 en octubre con una nueva tripulación que incluirá una mujer; esta segunda misión tiene una duración prevista de seis meses. Los actuales planes chinos reflejan, hasta la fecha, una planificación que comprende el envío de cuatro Shenzhou, cuatro Tianzhou y los tres lanzamientos necesarios para orbitar los módulos de la estación.

En el éxito de la arquitectura de la estación espacial china  han contribuido una serie de elementos como el sistema de GNS (Guidance, Navigation & Control), el sistema de rescate, el sistema automático de Fast Docking y el BeiDou Navigation Satellite Systems (BDS). Todo ello con el soporte de múltiples estaciones de seguimiento en Tierra y las situadas en barcos en diferentes océanos, los denominados Yuanwang Space Traking Ships.

Debe citarse también el proyecto de telescopio espacial  CSST ( China Space Station Telescope) o Xuntian, que tiene una relación muy estrecha con la estación espacial. De hecho, aunque independiente, orbitará a la misma altura a los efectos de periódicamente atracar en ella para ser reabastecido de combustible y serle  realizadas labores de mantenimiento. Es un telescopio del tamaño del Hubble, con una lente de dos metros de diámetro y que operará en luz visible y ultravioleta cercano, con una cámara de dos millones y medios de pixeles de resolución. Y un espectrómetro como instrumentos principaes. Esto le proporcionará, según fuentes chinas, un campo de visión unas trescientas veces superior al citado Hubble.

China viene manifestando que su Estación Espacial está abierta a la cooperación internacional, sabiendo que la operatividad de la ISS tiene fecha de caducidad y que otras estaciones están por desarrollarse. De hecho, firmó  en fecha 28 de mayo de 2018 con Naciones Unidas a través de UNOOSA, una iniciativa de cooperación para la utilización de la estación, dirigida a todos los Estados miembros, pero también a organizaciones públicas y/o privadas, así como a empresas con orientación científica.

En conclusión, China está efectuando una muy fuerte apuesta para el desarrollo del sector espacial, incluyendo la presencia continuada tripulada en el espacio que la estación espacial Tiangong le proporcionará cuando esté plenamente operativa, hecho que se estima para el año 2022, solo un par de años antes de la fecha prevista para el fin de la ISS si no hay un remedio que venga de la industria privada. En eso están trabajando las empresas estadounidenses Axion y Sierra Nevada Corporation, sin perder de vista el proyecto de Rusia con su estación Ross que incluirá un módulo inflable, así como la Space Gateway, de carácter internacional, en órbita lunar.

La Tiangong será sin duda el trampolín para la exploración lunar, con la anunciada base en el polo sur y, sin duda, las futuras misiones tripuladas a nuestro satélite  y Marte. Un elemento de relevancia geoestratégica esencial en el dominio espacial que estará, en breve tiempo, muy concurrido.   

Acerca de Rafael Harillo Gómez-Pastrana

Rafael Harillo Gómez-Pastrana
Rafael Harillo Gómez-Pastrana es Abogado y consultor en materia aeroespacial en el Bufete Más y Calvet.

Vicepresidente de la sección de espacio en AEDAE

Su formación es principalmente de jurista ( con especialización en derecho del espacio y pertenencia las principales asociaciones internacionales el ramo), desde siempre ha mostrado un gran interés por la astronáutica y astronomía.

Ha realizado estudios en la veterana Agrupación Astronáutica Española, en la International Space University y en la Open University, London.(Planetary science and the research for life ( 2010). Asistente y ponente habitual a diferentes congresos, seminarios y equipos de trabajo, ha sido secretario del Comité Ejecutivo de BAIE (Barcelona Aeronautics $ Space Association.),Asesor Jurídico del Barcelona Moon Team, equipo Español inscrito en la competición internacional Google Lunar X Prize, Asesor de diversas empresas que operan en el campo espacial, miembro del equipo redactor del anteproyecto de la Futura Ley Española de Actividades Espaciales, Promovida por el Ministerio de FOMENTO y es Piloto Privado de Aviación.

Es socio director de Stardust Consulting