Capítulo 8. El Ariane 5 y su envolvente de rumbos

Por un clavo se perdió una herradura, por una herradura se cayó un caballo, por un caballo se perdió un caballero, por un caballero se perdió una batalla y por una batalla se perdió la guerra.

Políticos tacaños, ingenieros presionados por los plazos a cumplir, la aplicación informática que se deja en segundo plano para reservar el dinero para las máquinas. Este capítulo estaba destinado en principio a figurar en la sección de accidentes espaciales, pero las grandes similitudes que mantiene con el caso del servicio de ambulancias de Londres nos ha hecho colocarlo aquí.

En el fondo no fue más que un fallo de programación ocasionado por hacer las cosas mal, por supuesto, pero a favor de los responsables de la Agencia Espacial Europea (ESA) y de Arianespace hay que reconocer que mientras en el análisis posterior de la catástrofe sanitaria de Londres se encontraron más de seis mil fallos cometidos en el proceso, en este caso que ahora nos ocupa se encontró que todo el problema venía de «un único fallo», aunque pasó desapercibido a causa de varias deficiencias organizativas que lo hicieron posible; si sólo una de esas deficiencias se hubiese subsanado a tiempo, este capítulo no habría tenido razón de ser.

LA CARRERA ESPACIAL CONVERTIDA EN CARRERA COMERCIAL

Todo sucedió en un contexto de competencia en el mercado de los lanzamientos espaciales a finales del siglo. Ya no era una carrera espacial de tintes militares y políticos, sino una cuestión de negocios: quien tenga el mejor servicio de puesta en órbita conseguirá más y mejores contratos y más y más dinero.

A mediados de los noventa los norteamericanos estaban un poco desdibujados del panorama, pues su apuesta por el transbordador espacial les había dejado en un callejón sin salida y habían descuidado un poco sus lanzadores clásicos, de modo que sus precios eran poco competitivos. De todas formas, tanto por su gran mercado interior (sólo con sus lanzamientos militares y los de las empresas que por alguno de sus rincones trabajan para el Estado, ya se mantiene toda una industria aeroespacial potente), como también por su enorme capacidad de persuasión sobre algunos entornos y países, mantenían un volumen de lanzamientos notable. Por otro lado, chinos, japoneses o brasileños tenían todavía una presencia puramente testimonial en ese mercado y no eran la preocupación de los norteamericanos, pero la carrera de precios y lanzadores existía, y era con los rusos y la ESA.

LA CALIDAD EUROPEA Y LOS PRECIOS RUSOS

Cuando la ESA se puso a la tarea de convertirse en una opción viable del mercado, lo cierto es que los rusos arrancaban con una enorme ventaja: sus lanzadores estaban probadísimos y su economía centralizada y socialista les daba una flexibilidad infinita a la hora de competir. En otras palabras: los ex soviéticos casi podían poner los precios que quisiesen mientras que Arianespace tenía que demostrar que era fiable antes de empezar a hacer ofertas y, sobre todo, debía ser rentable para sus socios.

Y los Ariane tuvieron su lógica cuota de fallos y desastres, pero a base de hacer las cosas bien, gracias al paciente soporte de los gobiernos involucrados (sobre todo Francia y Alemania, pero también España entre otros) y trabajando poco a poco, fueron dejando de ser noticia los lanzamientos del Ariane 1, del Ariane 2, del Ariane 3, etcétera.

El Ariane 4 ya era un lanzador que se consideraba muy fiable y los precios de puesta en órbita, fuera ya de subvenciones gubernamentales, eran tan competitivos o más que los de los lanzamientos rusos.

OBJETIVO: LA ÓRBITA GEOESTACIONARIA

Todos los lanzamientos de los Ariane se hacen desde Kourou, en la Guayana Francesa, que está más cerca del ecuador que los centros de lanzamiento norteamericanos y mucho más cerca que los de Baikonur, por lo que en puestas en órbita geoestacionaria sobre el ecuador (que es la órbita más atractiva para muchos de los satélites comerciales) Arianespace parte con ventaja^[9].

Cuando un satélite está a esa altura, tarda exactamente veinticuatro horas en dar la vuelta al mundo, mientras que, cuanto más baja sea la órbita, más rápido tiene que girar para mantenerse: es como si la fuerza «centrífuga» se tuviese que compensar con la atracción de la gravedad, que es mayor cuanto más cerca de la Tierra estemos. Un satélite en órbita baja da una vuelta a la Tierra cada cien minutos, más o menos, pero un satélite en posición geoestacionaria, sobre el ecuador, parece que está quieto, y eso es una ventaja, porque podemos apuntar hacia él una antena y dejarla fija.

Si los satélites de televisión no estuviesen en órbitas geoestacionarias, nuestras antenas tendrían que estar girando constantemente como las de los radares de los barcos (bueno, algo más despacio), tendrían que ser aparatos muy complejos y ver la televisión por satélite sería muchísimo más caro e inseguro.

Sin embargo, para poner en órbita geoestacionaria una carga, hace falta mucha más musculatura que para subir el satélite a una órbita baja: hay que levantarlo a cerca de cuarenta mil kilómetros de altura, no a los doscientos de cualquier lanzamiento rutinario. Además, los satélites comerciales de comunicaciones cada vez pesan más. Y los militares mucho más. El Ariane 4 se estaba quedando corto.

ARIANE 5

Por ese motivo, nació el Ariane 5, un potente cohete, algo rechoncho y con dos muletas a los lados, que eran sus otros dos motores aceleradores en el arranque. Era (y es) un lanzador muy competitivo en prestaciones y en precio al que, al nacer, sólo le faltaba demostrar que funcionaba. Sus primeras versiones eran capaces de levantar unas seis toneladas hasta la órbita geoestacionaria y la versión evolucionada a la hora de escribir estas líneas levanta más de diez toneladas hasta esa elevada órbita.

Pero no nos adelantemos y volvamos al 4 de junio de 1996, día en el que el vuelo inaugural del Ariane 5 despegaba con la mayor expectación a las nueve y media de la mañana. En la película del lanzamiento se puede observar cómo, a los cuarenta segundos del despegue, el cohete se inclina bruscamente hacia abajo y queda destrozado por el choque con la atmósfera a tan alta velocidad en una posición inadecuada.

El Ariane 5 es un cohete de un solo uso que se diseñó para colocar satélites en órbita geoestacionaria y enviar cargas a órbitas bajas.

PROGRAMAS DE SEGUNDA MANO

¿Qué había pasado? Se descubrió rápidamente. El informe final es de pocas semanas después. El problema vino de bastante atrás, de cuando se empezó a diseñar el Ariane 5 y, para ahorrar costes, se aprovecharon todas las piezas posibles del Ariane 4, lo cual no es en sí mismo un pecado, y menos teniendo en cuenta que el Ariane 4, en el momento del primer lanzamiento del Ariane 5, llevaba más de ochenta lanzamientos sin grandes problemas. Una de las cosas que se reaprovecharon fueron los programas de a bordo de control de vuelo, que se copiaron tan literalmente que incluso se mantuvo en activo alguna función que no hacía falta para nada en el Ariane 5: por ejemplo el sistema de alineamiento, que sólo tenía sentido mientras el cohete estaba en la plataforma de lanzamiento, se mantenía activo en el caso del Ariane 4 durante cincuenta segundos desde que se pasaba a modo «vuelo» para que, si se suspendía el lanzamiento en los primeros segundos (se pasaba a modo «vuelo» nueve segundos antes de que el cohete se moviese de la plataforma) se tardase mucho menos en reorganizar todos los datos para relanzar la cuenta atrás.

En el caso del Ariane 5, la secuencia de preparación es diferente y no era necesario mantener el sistema de alineamiento en marcha tras el paso al modo «vuelo», pero se mantuvo ese plazo de funcionamiento de cincuenta segundos extra sólo para no cambiar en los programas nada que no fuese absolutamente necesario modificar.

Cincuenta segundos, les sobraron cuatro o cinco nada más: si el sistema hubiese aguantado sólo un poco más no habría habido desastre alguno; al menos en ese vuelo, porque quizá en otro se hubiese descubierto el problema de una manera más costosa. En esos vuelos de prueba no se suelen poner en órbita satélites «de pago» y en aquel la carga eran unos satélites científicos, cuatro medidores idénticos del viento solar, cuyos promotores no tenían presupuesto para pagar un lanzamiento y aceptaron viajar en ese vuelo de prueba a cambio de ahorrarse el dinero. Pero les salió mal, porque además ninguna compañía de seguros suele aceptar contratar una póliza en un vuelo experimental. Con el tiempo y piezas de repuesto, se construyeron otros cuatro satélites idénticos, que se pusieron en órbita en «dos» vuelos, y no de la ESA, sino Soyuz.

CUESTIÓN DE DECIMALES

En concreto, lo que salió mal en ese vuelo inaugural fue que el sistema de alineamiento tuvo un fallo de programa que no estaba preparado para soportar. El ordenador entero rearrancó y dejó mientras sin control al cohete, que se inclinó y fue destrozado sin remedio. El sistema de alineamiento estaba duplicado, pero cuando el ordenador de control de la nave trató de conmutar el sistema de reserva, este también había fallado, justo cinco milésimas de segundo antes. El que los dos fallasen a la vez ya era una buena pista. Se reprodujo la situación y se vio enseguida que todo lo desencadenó un problema matemático. Vamos a tratar de explicarlo.

Los ordenadores trabajan con los números de dos posibles maneras: o bien como números enteros del tipo 123456, o por el contrario como números en coma flotante, en cuyo caso el número anterior se representaría de una forma parecida a 1,23456 multiplicado por 100 000; o, más conciso, multiplicado por 105. Esta última manera es mucho más rebuscada, desde luego, pero tiene la ventaja de que se pueden representar números mucho más grandes y mucho más pequeños sin estirar demasiado el tamaño del propio número; por ejemplo, 1,23456 x 1099 es un número que escrito de la primera manera ocuparía varias líneas de esta página y, así como escribir un número en varios trozos no es una manera correcta de hacerlo, tampoco lo es si no cabe en la posición de memoria del ordenador.

Se puede pasar de una a otra manera de representar el número, pero se corre el riesgo de que si, por ejemplo, el número es demasiado grande, no «quepa» en la posición de memoria, lo cual daría lugar a un error. En el lenguaje Ada^[10] de programación, que es el lenguaje en el que se escribieron todos aquellos programas, hay una manera de prevenir esos errores haciendo un pre-cálculo del resultado y preparando de manera automática la posición de memoria adecuada para el mismo. Pero eso cuesta tiempo de proceso, y los ordenadores de a bordo ya estaban al ochenta por ciento de su capacidad, por lo que ese pre-cálculo, en el caso de algunos números con un contenido fácil de predecir, se hizo a mano, ya que se llegó a la conclusión de que esa variable nunca podría ser mayor o menor que una determinada cantidad, pues era un parámetro del vuelo que dependía de la potencia del cohete y de las posibles curvas que describía para ascender a la órbita. Aquello se dejó preparado para esas, y sólo para «esas», curvas de vuelo posibles; es lo que se conoce como «envolvente de rumbos».

Pero lo que sí variaba entre el Ariane 5 y el Ariane 4 era, precisamente, la potencia y los rumbos que seguían camino de la órbita. Y la maldita variable que no estaba previsto que superase determinado valor sobrepasó a los treinta y siete segundos del vuelo del primer Ariane 5 ese límite, por lo que falló la operación matemática subsiguiente y, como no estaba previsto el fallo, se paró el ordenador, se descontrolaron las toberas de los cohetes, se torció el rumbo y se destruyó la nave.

Es como esa cita que se ha puesto al principio del capítulo, donde un clavo provoca la capitulación en la guerra, aunque en este caso sólo se perdió dinero (mucho dinero; es uno de los fallos informáticos más caros de la historia) y el Ariane 5 vuela hoy con normalidad y éxito comercial: lleva más de medio centenar de vuelos culminados y sólo un fallo, y es la imagen de Arianespace y de la ESA, además de la maqueta que llena el escaparate de sus oficinas en el centro de Madrid.