Cómo aterrizan solos los cohetes

Ni un misil ni un avión

La explicación más clara del problema procede de Lars Blackmore, por entonces ingeniero principal de aterrizaje de cohetes en SpaceX, en un artículo de 2016 para The Bridge, la revista de la Academia Nacional de Ingeniería de EE. UU. Su punto de partida es que un cohete que vuelve para aterrizar es un tipo de vehículo complicado. Un misil balístico impacta en su objetivo a gran velocidad, así que el viento apenas lo desvía. Un avión es empujado de un lado a otro, pero sus alas le dan el control para corregirlo. Un cohete que desciende en vertical no tiene ninguna de las dos ventajas.

Además, hay poco margen de error. Blackmore señala que en la mayoría de los aterrizajes el primer intento tiene que salir bien, y que los motores de cohete grandes son difíciles de reducir hasta un vuelo estacionario, lo que malgasta propelente por cada segundo que pasa en vuelo estacionario. Por eso la primera etapa del Falcon 9, que él cifra en unas 35 toneladas, tiene que alcanzar velocidad cero exactamente a altitud cero. Si llega a cero demasiado bajo, se estrella. Si lo alcanza demasiado alto, vuelve a subir, y la única opción que queda es apagar los motores y caer.

Cómo se dirige el descenso

Blackmore describe el regreso de una primera etapa como una serie de pasos, cada uno de ellos una oportunidad de reducir los errores que suman el viento y la incertidumbre. El artículo llama dispersiones a esos errores.

El encendido de retorno (boostback burn) lleva la etapa de vuelta hacia el lugar de lanzamiento.
La entrada en la atmósfera, donde la etapa se guía con aletas y sufre una desaceleración máxima de unas seis veces la gravedad terrestre.
El encendido de aterrizaje, la última oportunidad de corregir, que requiere poder desviarse, es decir, moverse hacia los lados.

El objetivo que fija es exigente. Al menos el 99 % de los posibles puntos de aterrizaje tienen que caer dentro de la zona de aterrizaje, lo que supone dispersiones de 10 metros o menos para un aterrizaje en la barcaza dron, y de 30 metros o menos en Cabo Cañaveral.

Las matemáticas que lo hacen posible

El desvío es la parte más difícil. El vehículo debe calcular una trayectoria desde donde está hasta el objetivo, terminando en reposo y en vertical, sin exigir a los motores y a las patas más de lo que pueden dar. Tiene que hacerlo a bordo, en una fracción de segundo. Si no encuentra a tiempo una trayectoria viable, se estrella. Si encuentra una que malgasta propelente, puede quedarse sin él, con el mismo resultado.

Blackmore afirma que ya existía una solución general en una dimensión desde la década de 1960, pero no en tres. El camino hacia una solución en tres dimensiones llegó de la investigación sobre el aterrizaje en Marte. Behçet Açıkmeşe y Scott Ploen, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, demostraron en 2007 que el problema del descenso con consumo mínimo de combustible, que tiene límites no convexos y engorrosos sobre el empuje del motor, puede reescribirse como un problema convexo de un tipo llamado programación cónica de segundo orden. El registro de la NASA sobre su trabajo posterior recoge la ventaja práctica: estos problemas tienen solucionadores eficientes con convergencia determinista, así que el algoritmo podría ejecutarse a bordo de una nave en tiempo real.

Dicho en términos sencillos, un problema convexo no tiene falsos mínimos: un solucionador no puede quedarse atascado en una respuesta peor que la mejor, y se puede demostrar que termina. Es la propiedad que necesita un ordenador de aterrizaje. Blackmore añade que la Tierra es un problema distinto al de Marte, porque su atmósfera es 100 veces más densa, de modo que las fuerzas aerodinámicas pasan a ser una preocupación principal. Dice que SpaceX usa CVXGEN, un generador de código para optimización convexa embebida, para producir código de vuelo personalizado que se ejecuta muy rápido a bordo.

Lo que logró y lo que sigue abierto

Para cuando se publicó su artículo, SpaceX y Blue Origin habían logrado que sus cohetes aterrizaran a pocos metros de sus objetivos: el New Shepard de Blue Origin en su emplazamiento del oeste de Texas, y la primera etapa del Falcon 9 en tierra, en Cabo Cañaveral, y sobre una barcaza dron flotante. Este artículo recoge esa instantánea de 2016, no vuelos posteriores.

Blackmore es igual de claro sobre lo que no se traslada. En otros puntos del sistema solar no hay GPS, y el seguimiento desde la Tierra pierde precisión a medida que aumenta la distancia. Para los aterrizajes precisos, el módulo de aterrizaje debe navegar tomando como referencia el propio destino. Un enfoque es la navegación relativa al terreno, en la que el módulo toma imágenes de la superficie y las compara con un mapa a bordo. Las pruebas habían alcanzado una precisión del orden de decenas de metros. Las elipses de aterrizaje planetario, es decir, la zona en la que un vehículo tiene un 99 % de probabilidades de aterrizar, se seguían midiendo en kilómetros.

Nuestra opinión: los cohetes reutilizables son tanto un logro de la informática como de la ingeniería de cohetes. Los motores y las patas importan, pero el ingrediente nuevo fue un algoritmo que garantiza dar una respuesta a tiempo, ejecutándose en el propio vehículo, sin nadie a quien llamar.

Preguntas y respuestas

¿Cómo aterriza solo un cohete?

Con un ordenador de a bordo que calcula y vuelve a calcular la trayectoria hasta el objetivo en una fracción de segundo. Lars Blackmore, de SpaceX, describe el boostback burn, el guiado con aletas durante la entrada y un encendido final de aterrizaje con un desvío lateral.

¿Por qué el cohete tiene que llegar a velocidad cero exactamente en el suelo?

Los motores grandes son difíciles de reducir hasta el vuelo estacionario, y el vuelo estacionario malgasta propelente. Blackmore dice que, si la etapa alcanza velocidad cero demasiado abajo, se estrella, y que, si lo hace demasiado arriba, empieza a subir de nuevo.

¿Qué es la optimización convexa y por qué la usan los aterrizajes?

Una clase de problemas matemáticos sin falsos mínimos, de modo que un solucionador no puede quedarse atascado en una respuesta peor y se puede demostrar que termina. Investigadores del JPL de la NASA demostraron que un problema de descenso a Marte podía plantearse de esta forma y resolverse lo bastante deprisa como para ejecutarse a bordo.

¿Con qué precisión aterrizan?

Blackmore fija como objetivo dispersiones de 10 metros o menos en un aterrizaje sobre la barcaza dron, y de 30 metros o menos en Cabo Cañaveral, para el Falcon 9 en su artículo de 2016. Los aterrizajes en Marte seguían siendo precisos solo a escala de kilómetros.

¿Estás de acuerdo?

Llévalo a Chevlume: escribe tu punto de vista, añade tus fuentes y deja que otros respondan. La alfa cerrada es solo con invitación.

Debatir esto en Chevlume

¿Aún sin invitación? Pide un sitio

Sigue leyendo

ESPACIO / EXPLICACIÓN

Fuentes

Autonomous Precision Landing of Space Rockets (L. Blackmore), The Bridge vol. 46 no. 4, Winter 2016 · US National Academy of Engineering · Consultado el 5 de noviembre de 2026
Enhancements on the Convex Programming Based Powered Descent Guidance Algorithm for Mars Landing (Açıkmeşe et al.) · NASA Technical Reports Server / JPL · Consultado el 5 de noviembre de 2026

Publicado el 5 de noviembre de 2026

Comenta en X