Phoenix, un tributo

lunes, 30 de noviembre de 2009

Épocas y épicas

Si uno se fija en las misiones de las sondas espaciales, solo se habla de sus magníficos resultados, sus impresionantes fotos (las que puedan hacerlas)... Vamos, de sus misiones en sus lugares de destino. Pero tan importante o más incluso es el viaje hacia sus destinos, ya que en muchos casos las misiones se han truncado cuando navegaban por el espacio a la espera de entrar en órbita o aterrizar, según sea el caso. En la época actual ya son pocos los casos de que una sonda se haya perdido en el camino, gracias sobre todo a los nuevos métodos y las tecnologías que cada vez se van instalando en los vehículos. Aunque en algunos casos ni la tecnología punta salva a un artefacto de los rigores espaciales.

Sin embargo, en los primeros tiempos posteriores al lanzamiento del Sputnik 1, con la rudimentaria técnica de los años 1960 era prácticamente milagroso que las primitivas sondas sobrevivieran a tan largas misiones. También dependían de sus lanzadores, cohetes que no eran más que versiones de misiles de largo alcance a los que se les quitaba la cabeza nuclear que llevaban como carga de combate para dejar sitio a las sondas a lanzar. En muchos casos estos cohetes ni siquiera llegaban a traspasar la atmósfera por lo que esas sondas que llevaban se perdían. No son los casos de los que vamos a hablar, porque habría poco que contar.

Cuando comenzó la carrera espacial entre la URSS y los Estados Unidos, en ambos lados había dos formas de entender la fabricación de las sondas espaciales. Mientras los técnicos soviéticos elaboraban auténticos mastodontes de varias toneladas de peso, los fabricantes americanos montaban auténticos mecanos de cientos de miles de piezas, gracias a las técnicas de miniaturización que se empezaron a conocer por aquellos días. Aún con esas técnicas dispares, incluso los artefactos más simples podían fallar. Como ejemplo, años antes del desembarco tripulado en la Luna, la NASA ensayó con sondas de impacto para que en los últimos momentos de la misión las cámaras de televisión que portaban tomaran imágenes a una altura muy baja, para caracterizar los terrenos lunares. Pues bien la serie Ranger, fabricada para tal fin, se puede calificar de un fracaso relativo. Para una misión tan aparentemente sencilla como es estrellarse en la Luna, solo las tres últimas, las Ranger 7, 8 y 9 realizaron la misión exitosamente. El resto, a causa de fallos técnicos, fracasaron. Pero una cosa es el ámbito cercano de la Luna, otra muy diferente el ir más allá del sistema Tierra-Luna.

Como en muchas de sus ocasiones a lo largo de su historia, la URSS quiso llevarse la primicia de ser la primera potencia en colocar una sonda hacia otro planeta. El destino: Marte. Para ello prepararon dos sondas gemelas, las Marsnik 1 y 2. Ambas misiones fracasaron, razón por la cual nunca se supo de ellas. Solo gracias a informes de espionaje se supo que existían. Esto ocurrió en 1960. Dos años después el próximo objetivo se marcó en Venus, el planeta hermano a nosotros. Para el estudio de este planeta la URSS estrenó la serie Venera, con las números uno y dos, y la NASA inauguró el programa Mariner, también con los números uno y dos. De cada oleada, solo las número dos alcanzaron su destino, y la primera en hacerlo fue Mariner 2. Lanzada el 27 de agosto de 1962, era una sonda idéntica en diseño a las Ranger, pero equipada con distintos instrumentos, los indispensables para empezar a conocer a Venus. Cuando fue lanzada, muchos de los que la habían fabricado, e incluso parte del equipo científico que la controlaba, no tenía muchas esperanzas de que llegara a Venus en funcionamiento, a causa de que la señal de radio que Mariner 2 bajara a niveles casi imperceptibles por las antenas de espacio profundo. Pero esto no fue lo único que le ocurrió durante el trayecto. A la semana del lanzamiento, la sonda perdió la orientación, posiblemente por el impacto de algún objeto. Gracias a los giróscopos la sonda consiguió reorientarse. Un mes después, tras un tiempo sin incidencias, de repente uno de los paneles solares falló, lo que provocó que la mayoría de la instrumentación se apagara. Una semana después el panel volvía a funcionar y reactivaron progresivamente los instrumentos de a bordo. Lo malo es que ese mismo panel solar falló definitivamente dos semanas después, por lo que se quedó solo con la energía de un panel solar. Por suerte, al estar cada vez más cerca del Sol, la sonda pudo funcionar por completo con la energía de ese único panel solar, y, siguiendo su órbita solar, se acercó a 35.000 km. de la superficie de Venus el 27 de diciembre de 1962, acabando su misión al mes siguiente. No fue un camino de rosas.

En cuanto a las sondas soviéticas, Venera 2 pasó por las cercanías de Venus... pero hacía varios meses que había dejado de transmitir. Ese era el endémico problema de las sondas soviéticas: eran auténticos monstruos, pero cuando se ponían en camino hacia sus destinos, con el tiempo la señal se perdía, eso las que conseguían salir de la órbita terrestre. La serie Venera son originalmente 16 vehículos, pero fueron muchos más los que se fabricaron en el nombre del programa de investigación de Venus. Las que no conseguían abandonar el planeta, ya sea durante el despegue o porque la fase para abandonar la órbita fallaba, acababan recibiendo el nombre Cosmos y un número. Hubo muchas de estas. Pero de momento no es el caso. Gracias a Mariner 2 se midieron las temperaturas (más de 400º C), se averiguó que la atmósfera estaba compuesta de dióxido de carbono, que sus nubes tenían un espesor de 60 km., y que el planeta rota en dirección retrógrada (Más tarde se supo que no giraba así sino que el eje está a 177º inclinado, por lo que el polo norte es el sur y viceversa). Entonces la URSS preparó una primicia: que una sonda atravesara la atmósfera de Venus y llegara a la superficie. Tras muchos intentos y fallos de todo tipo, por fin una consiguió llegar a su destino: Venera 4. Este vehículo equipaba una pequeña sonda de superficie, que montaba instrumentos para analizar la atmósfera y capa de nubes in situ. La sonda de superficie fue soltada el 18 de octubre de 1967, e inició el descenso. El primer intento de aterrizar quedó en eso, en intento, porque mientras bajaba los rigores venusinos hicieron aparición para un artefacto humano por vez primera. Antes de que su transmisión se cortara abruptamente, sus instrumentos indicaban que estaba calculando una presión atmosférica de 18 atmósferas. Cuando se perdió el contacto supusieron sus controladores que se había estrellado contra la superficie. Pues bien, la realidad era más grave: a 26 km. de altura se espachurró como una lata vieja, víctima de la presión reinante. Estudios posteriores gracias a los datos tomados indicaban que la presión atmosférica en Venus era similar a la que hay en las profundidades de los océanos. Por ello si querían llegar a la superficie, y obviamente funcionar, tenían que preparar las futuras sondas al estilo de los batiscafos más resistentes. Para ello gruesas planchas de titanio fueron incluidas en el diseño de los próximos vehículos. Esto probablemente fue lo que salvó a la siguiente que alcanzó la superficie: Venera 7. Una vez más, tras un intento infructuoso de lanzar una sonda similar, ésta llegó a Venus, y soltó el módulo de superficie el 15 de diciembre de 1970, iniciando ésta el descenso. Tras decelerar atmosféricamente, se abrió el paracaídas, y empezó a transmitir. Salvo el fallo de uno de los canales de comunicación (para desesperación de sus controladores) la sonda operaba bien, hasta que cuando estaba a 10 metros de la superficie, el cable del paracaídas se rompió, para desesperación de los científicos, cayendo prácticamente en picado hacia el suelo. A la sonda se le dio por perdida, un nuevo fracaso más... salvo que estudiando el ruido de fondo que recibía la antena de espacio profundo situada en Crimea, a la semana, se consiguió encontrar la señal de Venera 7, indicando que había estado funcionando durante 23 minutos en la superficie, había desplegado sus antenas hacia la Tierra, y calculando una temperatura en superficie de 477º C y una presión de 90 atmósferas, la misma que hay en los océanos a 2.500 metros de profundidad en los océanos de la Tierra. Encantador. Por suerte misiones posteriores sobrevivieron más tiempo, e incluso consiguieron tomar imágenes desde la misma superficie. Pero esa, es otra historia.

Pasaba el tiempo, mejoraban las sondas... pero eso no implicaba que los viajes por el espacio fueran más fáciles. Incluso las mejores sondas, con sus grandes resultados, han tenido un trayecto plagado de problemas, como fue el caso de uno de nuestros referentes, de nuestras luminarias: la aventurera Mariner 10 hacia Mercurio. La última sonda de la serie Mariner se quiso que tuviera un destino especial y hasta la fecha no revisado: el primer planeta del sistema solar. Esta sonda, diseñada y construida en tiempo récord, fue lanzada el 3 de noviembre de 1973, y tras salir de la órbita terrestre, fijó rumbo a Venus, lugar en el que alteraría su trayectoria para coger el camino a Mercurio. Su viaje estuvo plagado de incidencias. Para empezar, uno de los sistemas de reserva, mejor dicho parte del sistema de reserva de alimentación de energía, o para resumir, la batería de reserva, quedó averiada por razones desconocidas, por lo que si, el sistema principal hubiera dejado de funcionar habría condenado la misión. Pequeños problemas fueron ocurriendo cada vez que avanzaba hacia Venus, y cuando estaba a 4 días de sobrevolarlo, comenzó la sonda a oscilar en el eje de rotación, tal vez a causa de una avería en uno de los giróscopos. Para paliar la oscilación se dispararon los propulsores de nitrógeno, cosa que apenas consiguieron. Al ver que poco o nada se conseguía se decidió apagar los propulsores (a causa del excesivo consumo de combustible) y desconectar los giróscopos. A dos días del acercamiento a Venus se tomó la decisión de utilizar el sensor de la Estrella Canopus y la posición del Sol para orientarse. Así pasó el 6 de febrero de 1974 a 4.000 km. de Venus, obteniendo las primeras instantáneas de la turbulenta atmósfera Venusina. Tras el sobrevuelo, y tras un nuevo uso de los propulsores de nitrógeno para estabilizar la sonda, provocada por la extensión del brazo magnético al fin, se decidió usar una técnica novedosa que ahora es práctica casi habitual entre las sondas espaciales (Y que MESSENGER esta usando como nadie): usar el viento solar como combustible. Para ello los paneles solares servían como velas y la antena de alta ganancia como timón. Gracias a esto consiguió alcanzar la órbita de Mercurio y sobrevolarle cada 176 días: el 29 de marzo de 1974, el 21 de septiembre de 1974 y el 16 de marzo de 1975, con tres pasadas exitosas, caracterizando menos de la mitad de la superficie y encontrando que el planeta tiene campo magnético. A pesar de las calamidades, realizó una misión redonda.

El viaje a Marte tampoco era nada fácil. La serie de sondas Mars tampoco estaban exentas de calamidades, pero aunque la serie Venera al final consiguió varios éxitos, el programa marciano de la URSS nunca se libró de fracasos estrepitosos. Tras la pérdida de las Marsnik, en 1963 Mars 1 fue lanzada en ruta directa de Marte, pero al mes del lanzamiento se perdió la comunicación, y muda pasó a 100.000 km. de su superficie. Tardaron hasta 1971 en lanzar nuevas sondas, cuando la NASA había enviado tres Mariner (las cuatro, seis y siete) que habían tomado datos e imágenes durante sus sobrevuelos en 1964 y 1969. Para ese año, en el que Marte estuvo más cerca que nunca (hasta esa fecha) de nosotros, se preparó toda una "ofensiva" de sondas hacia el planeta rojo. La NASA preparó las Mariner 8 (falló el cohete y acabó en el fondo del Atlántico) y 9 (tuvo que suplir a su compañera, y realizó una misión increíble), y la URSS nada menos que tres mastodontes, dos de ellas, las Mars 2 y 3 incorporaban módulos de aterrizaje. La primera en partir era soviética, la posteriormente llamada Cosmos 419. Más dotada que sus acompañantes, que si consiguieron partir con éxito, ésta fue lanzada correctamente, pero cuando se intentó activar la fase para enviar esta sonda al planeta rojo, no se consiguió nada. Al final, tras unos esfuerzos desesperados acabó reentrando en la atmósfera terrestre y quedó destruida. Revisando el esquema de programación de la fase de escape, vieron que el reloj que iniciaba el motor estaba programado para 1,5 AÑOS, en vez de horas. Con ese plan a Marte no se llega. Por lo tanto, las Mars 2 y 3 soviéticas y la Mariner 9 americana fueron las que al final partieron hacia el planeta. En el otoño de 1971, desde telescopios terrestres, se empezaron a observar espesas acumulaciones de polvo que se estaban levantando en el polo sur, y entonces se anunció que cuando las sondas llegaran Marte, el planeta estaría cubierto por una capa de polvo que cubriría el planeta. No se equivocaron, y cuando llegaron las tres sondas una tormenta de polvo como nunca antes se había visto se había abatido sobre el planeta, y esa tormenta estaba en pleno apogeo. Para desgracia de las sondas soviéticas, estaban preprogramadas para comenzar la actividad nada más entrar en órbita. Además de la tormenta de polvo, Mars 3 sufrió problemas con su propulsor cuando entraba en órbita, y acabó a una distancia enorme del planeta. Peor les fue a las sondas de superficie. La que portaba Mars 2 (según las malas lenguas solo equipaba un aparato de radio y un escudo con la hoz y el martillo) se estrelló en el borde este de la cuenca Hellas Planitia según los datos del transmisor. La que soltó Mars 3 realizó un descenso de libro, a pesar de la tormenta, y consiguió posarse tranquilamente en la superficie, y funcionó... durante 20 segundos. Al menos le dio tiempo de enviar una imagen, no muy esclarecedora, todo hay que decirlo. Lo peor era que las sondas de órbita malgastaban combustible y energía fotografiando un planeta completamente cubierto, mientras que Mariner 9 cerró sus cámaras hasta que la situación se despejase, gracias a la flexibilidad de la programación de la sonda y al combustible de reserva que poseía. Al final en enero de 1972 la sonda abrió sus cámaras, y un nuevo mundo surgió a los ojos de los científicos, convirtiendo a Mariner 9 en una de las gigantes de la exploración espacial. Pero eso lo contaremos en otro momento. Por cierto, en 1973 los rusos lo volvieron a intentar, con cuatro sondas, y el fracaso fue aún más estrepitoso.

Desde que las triunfantes sondas Viking dejaron de funcionar en 1982, ninguna se había atrevido a regresar a Marte. La URSS (en sus últimos tiempos), vista la primicia de la NASA de haber conseguido aterrizar dos sondas en el planeta rojo (y sobre todo que funcionaran) decidieron dar otra vuelta de tuerca. Para ello prepararon dos sondas gemelas, las Phobos 1 y 2, para llegar a Marte, colocarse en su órbita y utilizarla para al final entrar en órbita del satélite Fobos, investigarlo y enviar sondas de superficie. Eran otras sondas colosales, como era habitual en la Unión soviética. Lanzadas en 1988, se perdió el contacto con Phobos 1 a los dos meses del despegue. Por lo que los esfuerzos se centraron en Phobos 2. Ésta llegó a Marte en enero de 1989, y empezó las maniobras para llegar a la órbita de Fobos. Durante las maniobras realizó varios descubrimientos interesantes en Marte, el más importante indicaba que en el lado nocturno hay una pérdida de iones de la atmósfera. Es decir, aún ahora Marte sigue perdiendo atmósfera. Tras tomar datos térmicos de la superficie marciana, se dedicó a las maniobras hacia Fobos. Hasta que, nadie supo por qué, el 27 de marzo el contacto se perdió, a pocos días de alcanzar Fobos y entrar en su órbita. El drama marciano regresaba.

Y lo hizo cuando la americana Mars Observer se perdió a 3 días de llegar al planeta, en 1993, y con ella una gran inversión. Ésta era la sonda más potente lanzada a Marte, y el perderla fue un duro golpe. Al poco, con la llegada de un nuevo director general a la NASA, comenzó la era de las misiones baratas. Y la primera de ellas ha sido la última en irse: Mars Global Surveyor. Esta gigante de la exploración espacial era en esencia la versión barata de perdida Mars Observer, ya que equipaba las réplicas de cámaras de alta resolución MOC, del altímetro láser MOLA, entre otros. El 7 de noviembre de 1996 fue lanzada con rumbo a Marte, y llevaba solo un tercio del combustible que su predecesora. Esto era porque se iba a usar una técnica llamada aerofrenado que, usando la atmósfera marciana, le iba a servir para alcanzar su órbita de trabajo. Mars Global Surveyor llegó a Marte el 11 de septiembre de 1997, y una semana después comenzó el aerofrenado. Para ello la sonda se tenía que zambullir en la alta atmósfera del planeta para que, con el rozamiento, perdiera velocidad y redujera la órbita. Una configuración especial de los paneles solares y la antena de alta ganancia servían para optimizar este rozamiento. Pero al mes de iniciado el aerofrenado, previsto para 3 meses, se detectó que uno de los paneles solares oscilaba cada vez que rozaba con la atmósfera, a causa de que, cuando ese panel se desplegó después del lanzamiento, la bisagra que lo unía al cuerpo de la sonda había quedado en mala posición. Cada vez que MGS se zambullía en la atmósfera el panel oscilaba más y más, y corría riesgo de romperse si se seguía con las maniobras de aerofrenado. Había que tomar una decisión. Se pensó que era mejor dejarla en la órbita en la que estaba, ya que estaba consiguiendo resultados de una elevadísima calidad. Pero al final, gracias a unas pruebas a un panel de reserva, decidieron continuar el aerofrenado, a un ritmo más lento, y con un rozamiento menor al inicialmente previsto, además de dar la vuelta a los paneles solares para utilizar el lado que equipaban las células solares, para no forzar la bisagra dañada. Un año después el aerofrenado se completó con éxito, dejando a MGS en una órbita muy parecida a la inicialmente prevista y comenzó su labor, una labor que finalizó en noviembre del 2006 debido a un software mal diseñado que le provocó una pérdida de orientación, y por lo tanto, perdió su energía. Ahora mismo MGS duerme el sueño de los justos, para siempre...

En 1999 Japón se embarcó en su propio proyecto marciano. Nozomi era una sonda para estudios atmosféricos, llevaba preparada desde hacía tiempo. Al final fue lanzada. En su viaje tenía previstos sobrevuelos a la Tierra y la Luna, para después ser enviada a Marte con la velocidad acumulada. El drama marciano volvió a atacar: cuando se preparaba para un encendido en uno de esos acercamientos, una válvula de los conductos de combustible se rompió, y la sonda perdió gran parte de su combustible. Una válvula de emergencia cerró el conducto dañado y pudo conservar una pequeña parte, pero el daño estaba hecho. Necesitaría iniciar un viaje a Marte tan despacio para utilizar el combustible disponible que habría que esperar dos años para que se diera una conjunción oportuna. Al final en el 2003 se colocó con destino Marte, pero cuando estaba a dos meses de alcanzar el planeta detectaron que el escaso combustible estaba prácticamente congelado, por lo que sería muy arriesgado el entrar en órbita. Por lo tanto, se le dio fin a la misión y Nozomi pasó de largo, sin decir una palabra. Un triste final.

Ese mismo 1999 la oleada de misiones baratas de la NASA, Mars Climate Orbiter y Mars Polar Lander se dirigían al planeta. Primero llegaría el orbitador, luego el aterrizador. Pasaban los meses, MCO se acercaba a Marte, casi lo tenía a la vista. Entonces se preparó la sonda para conectar el motor de la sonda para ser atrapada por la gravedad marciana, se encendió el propulsor, y luego, nada. No reapareció al otro lado del planeta. Se había perdido. Nadie sabía por qué, todo indicaba que iba bien. Preguntando a la empresa constructora sobre si algo podría haber fallado, no supieron contestar, hasta que miraron las unidades métricas utilizadas. Un error humano hizo que la sonda reconociera solo las unidades métricas inglesas, a saber: millas, pies, etc, contrariamente a las que usaba el JPL de la NASA, que usaban el sistema métrico clásico: kilómetros, metros, etc. La investigación posterior indicó que la sonda estaba más cerca de Marte de lo planeado, y que al final acabó estrellándose contra la superficie. El programa de misiones baratas sufrió un golpe mortal, y el segundo cuando MPL también se perdió.

Para acabar, y más recientemente, otra sonda japonesa está sufriendo toda clase de calamidades. Otro proyecto ambicioso, encargado de alcanzar un asteroide, posarse en él, recoger muestras del suelo del asteroide y regresar a la Tierra. Se trata de Hayabusa. Ya nada más despegar vibraciones de más averiaron uno de los cuatro motores iónicos. Posteriormente una tormenta solar averió parte de la electrónica de la sonda, y por lo tanto, a los motores iónicos restantes, por lo que la potencia de éstos se redujo apreciablemente. Cuando por fin llegó al asteroide Itokawa, cuando se aproximaba a él para un aterrizaje de prueba una señal de alarma provocó la suspensión del descenso, y automáticamente soltó la microsonda que portaba, perdiéndose en el espacio. Tras este susto se decidió por fin aterrizar para completar la misión. Mientras bajaba, nueva señal de alarma, y cuando las antenas terrestres la perdieron de vista, Hayabusa se medio estrelló contra la superficie, a causa de un error de navegación. Cuando por fin se contactó con ella, estaba a 100 km del asteroide y había agotado el combustible convencional que portaba, además de perder casi todos los giróscopos. En el plazo también había perdido un segundo motor iónico, por degradación. Visto el estado en el que se encontraba, decidieron hacerla regresar, a ver si, de casualidad, cogió algo del suelo del asteroide. Y para redondear el catálogo de calamidades, un tercer motor iónico también ha dejado de funcionar. Ahora mismo, Hayabusa (o lo que queda) viaja con destino hacia nosotros, en un estado lamentable, pero aún en funcionamiento. Si hay suerte este aguerrido vehículo nos alcanzará en junio del 2010. Pero lo dicho, si hay suerte.

Hay mucho más, claro está, pero esto es quizás lo más notorio. Muchas calamidades, muchos triunfos frente a la adversidad, y sobre todo, el no rendirse hasta el final. Es lo que nos llega por parte de las sondas espaciales. Las misiones no siempre son tan plácidas como lo pintan, y esta disertación es un ejemplo de ello.

PD.: Es probable que escribamos una segunda parte, las hay que también reclaman atención. Muchas heroinas hay allí arriba.

1 comentario:

  1. muy bien, es interesante pero para la proxima pon mas fotos e imagenes para que sea mas llamativo jajajaj.

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