El remanente de la supernova Tycho, desde Chandra.
lunes, 30 de abril de 2012
viernes, 27 de abril de 2012
Gigantes de la exploración espacial: Galileo
Poco tiempo antes del lanzamiento de las sondas Voyager a los confines del sistema solar, pasando primero por Júpiter, empezaron a llegar los planes para la construcción de una sonda que se colocara en órbita joviana, ya que, como en el caso de Marte y Venus, los sobrevuelos, por cercanos que fueran, no resolverían las dudas que éstos nos proporcionen, así que, por lo tanto, era necesario un vehículo que se ocupara de esa tarea.
Sin embargo, el diseño de la sonda tendría que equipar partes que las Voyager no portaban. Para entrar en órbita, necesitaría un motor cohete y su combustible correspondiente. Esto provocaría que una ruta directa a Júpiter no pudiera ser utilizada, a causa de que si bien los cohetes de entonces eran capaz de colocar artefactos de hasta 20 toneladas en órbita, eran incapaces de hacer que algo de 3 o 4 toneladas, o más se pusieran en camino hacia Júpiter, debido a que la velocidad necesaria para alcanzar al hermano mayor del sistema es muchísimo mayor a la de que se necesitaba para alcanzar Marte o Venus. Por lo tanto, era además necesario usar otra estrategia para llegar allí.
El diseño básico procedía del de las sondas Voyager, aunque con importantes modificaciones. Muchos de los experimentos eran actualizaciones. Se tuvieron que añadir blindajes antirradiación, ordenadores de mayor capacidad, y un nuevo sistema de a
Cuando los transbordadores volvieron a despegar en 1988, Galileo obtuvo máxima prioridad. Magallanes fue desplazada a mayo de 1989, para dejar a la sonda joviana la mejor trayectoria para aprovechar la fuerza gravitatoria de Venus en su largo periplo hacia el hermano mayor del sistema.
La Galileo era en ese momento la mayor sonda construida por la NAS
Cuando los transbordadores tuvieron que quedarse forzosamente en tierra tras el suceso del Challenger, varias sondas, entre ellas Galileo, se encontraban en Cabo Caña
La primera de ellas fue la surgida por las fechas de lanzamiento. Para ese año estaba previsto el lanzamiento de la misión de cartografía venusiana Magallanes, un proyecto ansiado por parte de los científicos de la NASA, pero también estaba Galileo. Para llevar a semejante mastodonte al hermano mayor del sistema de manera eficaz y económica para su entrada en órbita, era necesario aprovechar la gravedad planetaria para incrementar su velocidad, una velocidad que no podía ser alcanzada por ningún vehículo lanzador. Para ello se diseñó una ruta VE
La segunda, mientras, fue a causa de su sistema de generación de energía, es decir, los RTG's. Grupos antinucleares comenzaron a manifestarse en contra del lanzamiento, llegando a sugerir su prohibición, sobre todo tras la caída en Canada del satélite soviético Kosmos 954, equipado con un pequeño reactor nuclear como fuente de energía, que se suponía que debería haberlo expulsado para que se quedara en órbita, pero que reentró con el satélite y se estrelló en tierra. Debido al temor de que sucediera algo en el despegue, se convocaron manifestaciones para evitar su lanzamiento. Realmente, en comparación con las Voyager, éstas llevaban un 80% más de plutonio 238 que Galileo.
La primera parada de su largo periplo era Venus. Como parte de su programa de asistencias gravitatorias, llegó al planeta nuboso cuatro meses después, el 10 de febrero de 1990, a una distancia de 16.106 km. de altitud. Allí cogió prestado unos km/s de la gravedad venusiana para acumularla a lo largo de su viaje. No solo eso, también realizó observaciones en el planeta con algunos de sus instrumentos. Aprovechando este impulso realizó su primer sobrevuelo a la Tierra el 8 de diciembre de ese mismo año a 960 km. Ese día también hubo protestas antinucleares.Una vez realizado este acercamiento, desde el centro de control se envió la orden de desplegar la antena principal. Para su extensión, se le había montado un pequeño motor que accionaba 20 varillas, provocando así su completa apertura. Sin embargo, cuando la orden se ejecutó, la antena no se desplegó del todo. Se realizaron nuevos intentos, y los datos de ingeniería demostraron
Tras su asistencia gravitatoria terrestre número uno, su rumbo se alteró lo suficiente como para entrar por primera vez en el cinturón de asteroides. No había nada que preocuparse, todo estaba previsto. Tanto, que fue la primera sonda en f
otografiar un asteroide. Pasó a 1.604 km. de altitud sobre el asteroide 951 Gaspra el 29 de octubre de 1991, devolviendo 57 imágenes, con una resolución máxima sobre el objeto de alrededor de 54 metros. Utilizando una nueva técnica de navegación, debido al desconocimiento exacto de la posición del asteroide, fue capaz de recopilar interesantes imágenes. Con un tamaño de 18'2 x 10'5 x 8'9 km., es un asteroide tipo S rico en olivina. Su superficie, obviamente llena de cráteres, y pasó tan deprisa y tan lejos que ningún dato de gravedad fue adquirido. Tras este pionero encuentro, puso rumbo de nuevo hacia la Tierra.
El encuentro final con la Tierra lo realizó el 8 de diciembre de 1992, pasando a 303 km. de nosotros. En aquel encuentro realizó observaciones del sistema Tierra-Luna, complementarias a las de la sonda Clementine (del departamento de defensa) haría dos años después. Y como era de rigor, también hubo protestas antinucleares, sobre todo porque pasó aún más cerca que en el anterior acercamiento. Su empuje final añadió 3'7 km/s. más para su cambio de trayectoria directamente hacia Júpiter.
Ya dentro del cinturón de asteroides por segunda vez, se volvió a acercar lo suficiente a otro asteroide. En este caso se trataba del 243 Ida, el 24 de agosto de 1993, realizando su máxima aproximación a
2410 km. Las imágenes nos mostraron un asteroide alargado, con unas dimensiones de 53'6 x 24 x 15'2 km, y demostró que era del mismo tipo que Gaspra. Cuando se acercó lo suficiente, pudo observar una "china" que lo orbitaba. Con unas dimensiones de 1'6 x 1'4 x 1'2 km, orbitaba Ida posiblemente en 20 horas, aunque sus parámetros orbitales no han podido determinarse con exactitud. Lo que se supone es que rodea a su asteroide madre en espiral, pero es algo no asegurado. Galileo obtuvo imágenes de Ida con una resolución máxima de 31
metros, y obtuvo el 95% de su cartografía. Sobre su satélite, bautizado oficialmente 243 Ida 1 Dactyl, mostró ser del mismo tipo. Para este encuentro la sonda gastó 34 kg. de combustible para alterar su posición y así realizar la pasada, tras comprobar que tendría combustible suficiente para realizar una misión prolongada en Júpiter. Sin embargo, las primeras imágenes tomadas no llegaron hasta el mes de septiembre, y el resto no fueron transmitidas hasta principios de 1994 cuando Galileo adoptó la posición óptima de transmisión para un máximo ratio de envío, y fue ese año cuando se descubrió a Dactyl. Tras esto, su próxima parada era ya Júpiter.En 1993, desde el gran observatorio de Monte Palomar, Eugene Shoemaker, su esposa Carolyn
y David Levy encontraron un cometa que fue denominado provisionalmente D/1993 F2. Observaron que este cometa orbitaba a Júpiter, que había sido capturado por su inmensa gravedad. Se realizaron cálculos que determinaron que tardaba 2 años en rodear el gigantesco planeta, y que en su anterior perigeo, se había fragmentado en 21 trozos. Entonces, al observar la nueva órbita, se llegó a la conclusión que el cometa (rebautizado Shoemaker-Levy 9) colisionaría con la alta atmósfera joviana el 16 de julio de 1994. Por aquellos días, Galileo habría abandonado el cinturón de asteroides y tendría absolutamente a tiro de su SSI el planeta.A lo largo de los primeros meses de 1994, multitud de telescopios comenzaron a seguir el cometa. Galileo, a su vez, desde su asiento de primera fila, fue colocada para que con sus instrumentos de a bordo pudiera observar los fragmentos, que fueron nombrados siguiendo las letras del alfabeto. Finalmente la fecha se cumplió, y a partir de ese día, y durante los seis siguientes, ese tren de fragmentos fue impactando con el planeta. El mayor trozo fue el G, que creó una gigantesca manch
a oscura de 12.000 km, y su detonación fue el equivalente en 600 veces de la totalidad del arsenal nuclear del mundo, expulsando detritus del tamaño de la Tierra. Observaciones posteriores demostraron que los impactos removieron partículas de las capas profundas de la atmósfera, y provocaron ondas sísmicas que se propagaron por el planeta. Las marcas de los impactos duraron bastante tiempo, y todavía estaban allí cuando Galileo entró en órbita.Ya en 1995, su etapa final de su largo periplo estaba a punto de culminar. Pero para ello, antes debía liberar la sonda atmosférica. Lo hizo el 13 de julio de 1995, e inmediatamente después modificó su trayectoria para evitar colisionar con el planeta y así poder entrar en órbita y recibir los datos de la sonda suicida. A dos meses de la entrada en órbita joviana, Galileo sufrió un nuevo contratiempo: el grabador de estado sólido, ese sistema de cinta magnética que tendría que funcionar de una manera no esperada, sufrió una anomalía que provocó que se quedara en posición de rebobinado durante 15 horas, hasta que desde el centro de control envió los comandos para que lo desactivara. El daño estaba hecho, ya que esta anomalía había provocado que parte de la cinta quedara inutilizable. Se programó el grabador para que evitara esa zona de grabado, lo que además redujo la cantidad de información que podía retener. Para ello un nuevo tipo de compresión tuvo que ser desarrollado para que se pudiera almacenar lo máximo posible. Además, esta avería provocó que no hubiera investigación durante la entrada en órbita, centrando la atención de Galileo en la recepción de datos desde la sonda suicida.
Por fin, el 7 de diciembre, ambas sondas alcanzaron su destino. La sonda suicida penetró en la atmósfera joviana, a la mayor velocidad de reentrada (hasta el momento) de la historia, frenando eficazme
Tras enviar los datos de la sonda atmósférica, Galileo adoptó la orbita joviana, para su
misión de dos años, en los cuales completaría 11 órbitas y realizaría 10 sobrevuelos a los satélites galileanos (4 a Ganímedes, 3 a Europa y otros 3 a Calixto, Io quedaba fuera de su investigación directa). Fue durante esta misión cuando realizó el descubrimiento más espectacular de la misión, que aún da que hablar: el océano de Europa. Datos de radio ciencia adquiridos durante los dos primeros sobrevuelos a esta luna permitieron deducir que esto ocurría, juntándolos con las observaciones en alta resolución de la helada superficie del satélite, más parecido a los hielos a la deriva que otra cosa. Sin embargo, esto apenas se escuchó debido a que por aquellos días una estrella había llegado a Marte (Mars Pathfinder). Sin embargo, estos hallazgos propiciaron una extensión de la misión, centrada casi exclusivamente en Europa.La GEM (Galileo Europa Mission) abarcaba dos años, dividida en cuatro partes: la campaña de
Europa, la campaña de Io, el estudio del entorno de plasma alrededor de Io, y el estudio del agua joviana. Durante la campaña de Europa, realizaría durante un año y 8 órbitas, 8 sobrevuelos consecutivos a esta luna, realizando su máximo acercamiento a 201 km, de su su
perficie, y obteniendo imágenes de alta resolución, con una resolución de hasta 50 metros. La campaña de la búsqueda del agua joviana y del estudio del plasma, se realizaría en las cuatro órbitas siguientes, acabando con la campaña de observación de Io, durante las dos últimas órbitas de esa extensión. Para ello realizó una serie de complicadas maniobras para ir acercando el perigeo de Galileo a la órbita de Io, dentro de los peligrosos cinturones de radiación del planeta, evitados durante los primeros años de misión. Su máximo acercamiento en esa época fue de unos 300 km, observando el hemisferio que da al espacio, estudiando su geografía, el vulcanismo, el magnetismo en el entorno del satélite.Fue por aquella época cuando comenzaron a ocurrir los fallos relativos a la radiación. Los más frecuentes eran los reiniciados del ordenador cuando se alcanzaba cierta dosis, y problemáticamente, cuando realizaba los encuentros cercanos a Io. Muchos datos se perdieron víctima de los reinicidados, pero otros muchos y muy valiosos consiguieron llegar a la Tierra para su estudio.
Al terminar la GEM, se autorizó la misión GMM, es decir, la Galileo Millenium Mission. Durante esa extensión, volvería a centrarse en Europa, aunque también estudiaría el campo magnético de Ganímedes, así como una investigación seria en los anillos jovianos, hasta la llegada del momento estelar, cuando Galileo trabajaría a dúo con su homóloga saturniana Cassini. Juntas, ambas sondas estudiarían la interacción del viento solar con la magnetosfera joviana, observarían la dinámica atmosférica, intentar comprender las corrientes de polvo jovianas, e indagarían en Io en eclipse observando los puntos calientes de su superficie y ver el fenómeno del brillo de aire en el satélite.
Cassini, lanzada en octubre de 1997 en ruta indirecta hacia Saturno, es una sonda aún más grande que Galileo, y para el estudio del segundo planeta más grande del sistema solar, equipa instrumentos que, en su mayoría, no son más que versiones mejoradas que los que equipaba la sonda joviana. De ahí que la investigación de un planeta con dos sondas con experimentos similares fuera tan importante. El momento culminante sería entre noviembre del 2000 y marzo del 2001, fechas durante las cuales Cassini realizaría observaciones directas del hermano mayor del sist
ema. Antes de que llegara, Galileo realizó nuevos sobrevuelos, uno a Europa, otro a Io (donde realizó sus imágenes de máxima resolución, de apenas 5 metros) y otro a Ganímedes, previos a su estudio conjunto.Con Júpiter ya a la vista de las cámaras de Cassini, dio comienzo de una de las misiones más escepcionales de cu
antas se han realizado: la Jupiter Millennium Mission, o lo que es decir, el mano a mano entre Galileo y Cassini. A pesar de algunos problemas, la época fue fascinante, obteniendo datos detallados acerca del planeta y su magnetosfera, junto con la detección conjunta de erupciones en Io. El 30 de diciembre del año 2000 Cassini realizó su máximo acercamiento al planeta, pasando a 10 millones de kilómetros de las capas altas de la atmósfera, y adquiriendo la velocidad final para su último tramo del camino hacia el señor de los anillos. La conclusión: fue un gran trabajo.Una vez Cassini se centró en lo que le quedaba de viaje, Galileo quedó de nuevo sola, con una nueva extensión, la última, hasta el 2003. Durante el tiempo que le quedaba, realizó nuevos sobrevuelos, a Ganímedes, a Calixto, los tres finales a Io, y uno final a Amaltea. Los de Io fueron destacables porque le sobrevoló por el hemisferio que da al planeta, y que no se veía desde la época de las Voyager. Fue la última vez que usó sus cámaras, ya que después del último sobrevuelo
a Io (su encuentro a la menor altura de todos los sobrevuelos a satélites, 102 km. sobre la activa luna), fueron apagadas a causa de los daños irreversibles a causa de la radiación en su sensor CCD. Durante esos días, Galileo estuvo 3 meses dentro de los insalubres cinturoes de radiación, estudiando la magnetosfera del planeta. En noviembre del 2002 un nuevo problema alcanzó de llego el grabador de estado sólido, en el peor momento, cuando hacía 10 minutos que había realizado su máximo acercamiento a Amaltea. Entró en modo seguro, y se creyó que fue resultado de la radiación, aunque realmente fue a causa de que el sistema que corría la cinta se había atascado, circunstancia provocada por la avería de otros sistemas vunculados a grabador. Después de unos meses de estudiar el problema, fue solucionado, y los datos del sobrevuelo fueron devueltos a Tierra exitosamente. Pero la misión estaba condenada.Apenas le quedaba
En total, fueron 8 años de misión, realizó 35 órbitas, efectuó numerosos sobrevuelos a los satélites galileanos, y cumplió el 80% de los objetivos iniciales de la misión. Soportó niveles de radiación 3 veces superiores a lo proyectado, y obtuvo 15.000 valiosas imágenes a lo largo de toda su misión, que aunque es una cifra extraordinariamente baja, fueron lo suficientemente valiosas y sensacionales como para llamar la atención, no solo de los científicos, sino que también del gran público.
Entre los resultados más relevantes de la misión, están los siguientes: la detección de nubes de amoniaco en la atmósfera joviana; determinó el origen de las partículas del anillo joviano (partículas expulsadas de los satélites interiores a causa de impactos de meteoritos); la caracterización global de la magnetosfera y su dinámica; la confirmación que el vulcanismo en Io es 100 veces más activo que el actual terrestre; el descubrimiento de un campo magnético propio en Ganímedes; la detección mediante datos de magnetismo que Europa (principalmente), Ganímedes y Calixto poseen océanos salados subsuperficiales y unas leves exosferas; y el reciente descubrimiento que Io posee una capa fluida de lava bajo su superficie que provoca que las corrientes magnéticas se fijen en su interior mientras se mueven alrededor suyo.
Galileo es una misión que ha pasado a la categoría de mito. A pesar de los múltiples problemas que sufrió la sonda, su equipo fue capaz de inventar soluciones creativas, y consiguió sorprendernos notablemente. Galileo es una de nuestras favoritas, y nos emociona hablar de ella. Sin duda, un ejemplo a seguir. Si Galileo Galilei hubiera imaginado alguna vez que su nombre acabaría en un vehículo espacial, viendo sus resultados, seguramente no podría hacer más que sentirse muy orgulloso.
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