Phoenix, un tributo

domingo, 24 de junio de 2012

Gigantes de la exploración espacial: NEAR-Shoemaker

El Programa Discovery (Descubrimiento) fue creado en 1992, para explorar el sistema solar con misiones económicas y de rápido desarollo cuando entró como director general de la NASA Daniel Goldin. Para ello, se recurriría a tecnologías probadas y a objetivos ya prefijados e interesantes. Con este programa se tiene la intención de explorar aspectos del sistema solar de manera rápida y ágil. Para estrenar el programa, y gracias al éxito de las observaciones realizadas por Galileo en los asteroides Gaspra e Ida, la primera misión adscrita al programa tendría como objetivo un asteroide. El elegido fue el 433 Eros, uno de los asteroides identificados como NEO's, o asteroides cercanos a la Tierra, para así hacer el viaje lo más económico posible.

No había necesidad de romperse mucho la cabeza. El programa fijaba especificamente un tiempo total de 3 años desde la creación del concepto hasta el lanzamiento propio de la sonda. Por ello, el diseño de la sonda a enviar a Eros era lo más simple posible. La NEAR (acrónimo de Encuentro con un Asteroide cercano a la Tierra) era una sonda que cargaría experimentos simples para estudiar las condiciones, geografía, composición y estudio interno del asteroide. El cuerpo central de NEAR es un prisma octogonal, de 1'7 metros de lado. Cuatro paneles solares iban colocados en uno de los finales de la sonda, adosados a la plataforma soporte de la antena principal. En el otro extremo se sitúan la mayoría de experimentos. El motor principal está situado en uno de los lados del prisma, y por la estructura hay 11 propulsores para el control de la sonda. Estabilizada sobre los tres ejes, mantiene la posición con respecto al Sol mediante varios sensores digitales. Fue equipada con dos ordenadores redundantes, así como los sistemas de grabación de datos. La capacidad total de almacenamiento de uno de los grabadores era de 1'1 Gigabytes, mientras que el segundo poseía una capacidad de 0'67 Gigabytes. En total, montaba 5 experimentos, junto con el habitual sistema de radio ciencia. El sistema principal de visión es el MSI, o cámara multi espectral. Está compuesto por una lente refractiva f/3.4 y un filtro de 8 posiciones enganchado a una matriz CCD. Además de cámara para observar Eros, sería usada como cámara de navegación durante el camino hacia el asteroide. Una vez orbitando el objeto, su resolución máxima alcanza los 10 metros. Los filtros fueron diseñados para discriminar las rocas ricas en hierro. También fue montado el NIS, o espectrógrafo de infrarrojo cercano, diseñado para estudiar la composición mineral del asteroide y así cartografiar su distribución, mediante imágenes espectrales. El siguiente es el NLR, o telémetro láser de NEAR. Esta fue la segunda vez que una herramienta láser era montada en una sonda espacial y el NLR fue diseñado para calcular la distancia entre la sonda y el asteroide, y además hacerlo servir de altímetro láser, como el que se perdió con la Mars Observer. Un pulso emitido cada 12 nanosegundos calculaba la altura precisa de la sonda sobre Eros, y así construir un mapa topográfico del asteroide. Para el estudio elemental de la composición superficial de Eros fue montado el XGRS, o espectrómetro de rayos Gamma y X. Realmente son dos experimentos en uno, y cada sección es capaz de captar tipos específicos de elementos de la tabla periódica, dependiendo de si son los rayos X solares los que excitan esos elementos, o la emisión de los rayos Gamma los que mueven los específicos elementos que sería capaz de captar. Fue montado también un magnetómetro de nucleo saturado en tres ejes, y posicionado en el receptor de la antena principal. Con ocho niveles de sensibilidad seleccionables, estudiaría si Eros posee campo magnético y las posibles interacciones con el entorno interplanetario. Y por último el sistema de Radio Ciencia, para estudiar las propiedades del asteroide y cartografiar el campo gravitatorio, para así caracterizar el interior de Eros. La masa máxima en en momento del lanzamiento era de aproximadamente 800 kg.

Despegó de Cabo Cañaveral el 17 de febrero de 1996, en la punta de un cohete Delta 2-7925, para un viaje que duraría unos 3 años, durante el cual realizaría un sobrevuelo a la Tierra para coger velocidad y así llegar lo más pronto posible. El plan, para así reducir la factura total del viaje, era que la sonda estuviera en hibernación, es decir, con los mínimos sistemas activados para así no desgastar excesivamente el equipo. Durante los encuentros que tendría por el camino, sus sistemas principales se activaban días antes para que en el momento preciso actual normalmente. En el trayecto previsto, además de sobrevolar la Tierra, pasaría cerca de otro asteroide, el 253 Mathilde, para así probar sus capacidades, y para días después realizar una de las maniobras previstas durante el trayecto. Poco tiempo después tras su lanzamiento se recibió la triste noticia de que Eugene Shoemaker, el célebre cazacometas y co-descubridor del Shoemaker-Levy 9, había fallecido en un accidente de tráfico. Entonces, el jefe del proyecto NEAR solicitó, y consiguió, que la sonda se renombrara como NEAR-Shoemaker.

Tras casi un año y medio desde el lanzamiento, la primera cita de NEAR se cumplió, cuando el 27 de junio de 1997 pasó a 1200 km. del asteroide Mathilde. Realizó unas 500 imágenes del objeto, obteniendo una cartografía del 60%, y descubriendo en él un agujero enorme que prácticamente cubría gran parte del hemisferio visto por la sonda. Posteriormente, días despues realizó su primera maniobra para finalmente alcanzar Eros.

El encuentro con la Tierra, el 23 de enero de 1998 se realizó con éxito, y modificó la inclinación de su órbita como preparación final para alcanzar su destino. Así mismo, obtuvo imágenes sensacionales de nuestro planeta. Lo que le quedaba por hacer era dejarse atrapar por Eros, una maniobra tremendamente complicada.

Debido al desconocimiento de la gravedad de Eros, se había preparado una serie de cuatro encendidos espaciados en 21 días para ir reduciendo la velocidad. El primero estaba programado para el 20 de diciembre de 1998, pero apenas iniciado, el ordenador de a bordo abortó la secuencia y pasó a modo seguro. La comunicación se perdió durante 24 horas, y la sonda gastó 29 kg. de combustible de los propulsores para adoptar su posición óptima con respecto al Sol para
para sobrevivir. Pasadas esas horas sin contacto con NEAR, se consiguió retomar su señal. No se sabe qué pasó, se sospecha que fue un error de programación. Lo peor fue que durante esas 24 horas se perdió la ventana de entrada en órbita de Eros, programada para el 10 de enero de 1999, pero como no se pudo completar el primer encendido de los cuatro, el resto quedó suspendido. NEAR pasó a 3827 km. del asteroide el 23 de diciembre, obteniendo imágenes poco claras y en sombra del objeto. Si bien el repetido encendido de los propulsores y el gasto de tanto combustible había dejado poco margen, el motor principal no había gastado una gota de su preciado líquido, por lo que se podría retomar la maniobra de captura, 13 meses después.

La nueva fecha de llegada a Eros era el 14 de febrero del 2000, y las maniobras para su captura orbital se prepararon con un cuidado nunca vistos. Esta vez todo salió a la perfección y por fin NEAR alcanzó su destino. Su primera órbita lo rodeaba a 321x366 km. de altitud. En los días siguientes fue reduciendo su altura hasta los 35 km, para luego elevarla hasta los 100. En ese momento comenzó su misión científica.

La verdad es que a lo largo de toda su misión realizó diversas órbitas a distintas alturas, para una mejor cobertura de Eros. Desde 200, hasta los 5'3 km., completó una cobertura total del asteroide obteniendo imágenes de unas resoluciones inimaginables, tanto con su cámara como con sus otros experimentos. El broche de oro de la misión era el aterrizaje "suave" en la superficie de Eros.

La toma de Eros era uno de los sueños desde el mismo lanzamiento. Si bien no estaba preparada para ello, un equipo de la misión tuvo preparada esta contingencia si finalmente se autorizaba. Durante su tiempo en órbita se vio que había zonas propicias para apoyar su aterrizaje, y durante su último mes de trabajo redujo su órbita hasta pasar apenas a 2 km. sobre Eros. Se pudo comprobar que sí se podía controlar adecuadamente el descenso, a pesar de la elevada velocidad orbital de NEAR y la no menos elevada rotacional de Eros hacían la maniobra compleja. Finalmente se autorizó, y el descenso se completó con éxito rotundo el 12 de febrero del 2001. Las imágenes del descenso fueron magistrales, con ya resoluciones de milímetros, hasta que tomó contacto con la superficie de Eros a una velocidad aproximada de 1'5 metros por segundo. Al poco tiempo, la señal de radio, perdida en el momento del aterrizaje, volvió, y se comprobó que se habia posado suavemente, sin daños, y podía actuar desde allí sin ningún problema. Aunque se había afirmado que con su aterrizaje la misión se acabaría, que sobreviviera a la maniobra dio la oportunidad de estudiar con el XGRS, reprogramado para actuar desde allí, la composición superficial, mejorando la resolución decenas de veces respecto a los datos desde la órbita. Finalmente, el 28 de febrero del 2001 se ordenó el apagado del transmisor, para finalizar así su misión. Sin embargo, en diciembre del 2002 se intentó reconectar con NEAR, aunque los esfuerzos fueron en vano. Así, su tarea fue finalizada oficialmente.

Gracias al excelente trabajo de la NEAR-Shoemaker, se determinó que Eros era un asteroide tipo S, con unas medidas de 34'4 x 11'2 x 11'2 km., posee una gravedad variable, rota una vez cada 5'27 horas, y posee una densidad similar a la de la corteza terrestre. Posee varios cráteres de tamaños importantes, el mayor, llamado Himeros, es de unos 10 km. de diámetro. En total, fueron nombrados 37 cráteres de impacto, basados en nombres de amantes de las novelas del género.

NEAR-Shoemaker ha sido una misión pionera, en cuestión de ser la primera en alcanzar un asteroide, orbitarlo, y estudiarlo. Gracias a la experiencia ganada por esta misión, misiones posteriores, ya fuera a cometas (como Stardust) o a asteroides de mayor tamaño (la actual Dawn) han sido posibles. Y por supuesto, demostró que no hacía falta un gran derroche de dinero para obtener datos de una escepcional calidad.