La región creadora de estrellas S106, desde el Gran Telescopio de Canarias.
sábado, 30 de junio de 2012
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 p
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 milímetro
s, 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.
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 milímetro
s, 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.
jueves, 31 de mayo de 2012
lunes, 28 de mayo de 2012
Gigantes de la exploración espacial: Ulysses
Los polos solares son la región más complicada, por no decir imposible, de observar desde la Tierra. Por lo que las sondas espaciales ofrecían una ventaja. Se pueden enviar a donde se quiera. Un primer intento se produjo bajo el paraguas del programa Pioneer. Con un diseño idéntico, la constructora fabricó una tercera sonda hermana de las Pioneer 10 y 11. La NASA la rechazó. En ese momento estaba centrada en las Voyager, por lo que no les interesaba una nave que aprovechando la gravedad joviana saliera de la eclíptica con rumbo al Sol. Esta sonda al final acabó en la institución Smithsonian como objeto de museo. Sin embargo la idea perduró, y se empezó a preparar un proyecto más apropiado.
A medida que el interés aumentaba, la NASA, con ciertos problemas económicos provocados por los programas tripulados, recibió una propuesta de colaboración de la ESA. Tras deliberaciones, se formó el proyecto ISPM o Misión Internacional a los Polos Solares, y preveía el lanzamiento de dos sondas gemelas hacia Júpiter para que luego, asistiéndose gravitatoriamente,
salieran de la eclíptica con rumbo al Sol. Cada una llegaría a Helios a la vez, cubriendo cada una un polo, en una investigación simultánea. Sin embargo, desde la NASA recortes de presupuestos cancelaron la sonda americana, propiciando que solo una pudiera lanzarse. Nuevos recortes y cambios en el diseño provocaron que su lanzamiento previsto para 1983 se retrasara para 1986, dentro de la bodega de carga del transbordador. Originalmente el nombre para la sonda iba a ser Odysseus, como homenaje al largo y tortuoso camino del héroe de la Odisea, aunque, a petición de la ESA se le cambió por la latinización Ulysses, no solo por lo anterior, sino que también como referencia al Infierno relatado por Dante.
Según el plan previsto, el lanzamiento estaba programado para el 15 de mayo de 1986, a bordo de la bodega del transbordador Challenger, unido a una etapa Centaur. Este fue uno de los dos transbordadores que recibieron una modificación en la bahía de carga para poder llevar este cohete. Sin embargo, la fatalidad hizo que el Challenger explotara aquel 28 de enero de 1986, provocando que todas las sondas listas para aquel período fueran retrasadas hasta que se solucionaran los problemas con los transbordadores.
Finalmente, en 1988 los vuelos de las lanzaderas se retomaron, adoptando nuevas medidas de seguridad, haciendo imposible que las sondas se lanzaran usando los Centaur, por lo que tuvieron que utilizar las IUS. Debido a la prioridad de los lanzamientos de las sondas Magallanes y Galileo, Ulysses tuvo que retrasarse hasta 1990.
Como su propio nombre indicaba, Ulysses fue desarrollada internacionalmente. La estructura de la sonda era una caja de 3.2x3.3x2.1 metros. Una antena de 1.65 metros de diámetro situada en uno de los lados proporcionaba la señal principal de comunicaciones. Construida por la empresa Astrium Gmbh. (la antigua aeronáutica Dornier) se dividía en dos secciones: una ruidosa, y otra silenciosa. La sección silenciosa equipaba toda la electrónica de la sonda, es decir, ordenador de a bordo, buena parte de los instrumentos, sistema de guiado, etc. La sección ruidosa era la que ocuparía la generación de energía. Fue construida para soportar el caluroso entorno solar, y el frío espacial de la órbita joviana. Estaba estabilizada por giro sobre el eje-z, para así apuntar siempre la antena hacia la Tierra para una comunicación permanente, realizando 5 rpm normalmente. Ocho propulsores proporcionaban a Ulysses la orientación correcta así como corregían la velocidad de giro de la sonda. Además, también a modo de orientación, equipaba 4
sensores solares. Para transmitir datos científicos usaba señal de radio de banda-X, para recibir comandos, banda-S. Dos grabadores de datos, con una capacidad de 45 megabytes, proporcionaba el almacenamiento de los datos. Estados unidos proporcionaría la generación de energía, ocupándose de ello un RTG, que iría en un soporte instalado en la sección ruidosa. La sonda portaba 10 experimentos, de Europa y Estados Unidos. El primero de ellos, el URAP, o Investigación Unificada de Radio y Plasma, que consistía en dos antenas de situadas perpendiculares al eje de rotación de Ulysses, haciendo el efecto de dipolo-antenas, y proporcionando una envergadura de 75 metros tras su extensión. Una tercera antena monopolo se situaba detrás, en el lado contrario al de la antena principal, extendiéndose 7’5 metros. Con este experimento se encargaría de medir las ondas de radio generadas por la expulsión de plasma, o por el plasma mismo al pasar cerca de la sonda. De la sección silenciosa salía un mástil, de tubo de fibra de carbono de 5 centímetros de diámetro, que portaba varios instrumentos: un conjunto de dos magnetómetros (VHM/FGM). El primero de ellos, el vectorial de helio, el segundo, de núcleo saturado. Ambos se encargarían de estudiar el ámbito heliosférico en busca de ondas de choque interplanetarias, emisiones de ondas, etc. Y el segundo es para usos astrofísicos. Llamado GRB, o experimento de estallidos de rayos Gamma/rayos X solares, fue diseñado para detectar estos fenómenos desde la órbita polar en que Ulysses se encontraba, así como estudiar los rayos X que emita el Sol. En el cuerpo de la sonda iba el resto: el SWOOPS
(observación del viento solar sobre los polos solares) medía los iones positivos y los electrones emitidos desde esas áreas; un experimento de radio ciencia, para estudios de la atmósfera solar y para la búsqueda de ondas gravitacionales; SWICS, o espectrómetro de composición de iones del viento solar, para determinar la composición elemental y de carga de iones, así como la velocidad y la temperatura de los iones del viento solar; EPAC, o experimento de composición de partículas energéticas, para medir el flujo y composición de las partículas energéticas en el espacio interplanetario, emitidas por nuestra estrella; HI-SCALE, o instrumento heliosférico para especto, composición, anisotropía (propiedad de la materia según la cual varias propiedades físicas varían según la dirección desde la que se le estudie) y bajas energías, es un instrumento para el estudio de iones y electrones en el ambiente interplanetario, y su medición; COSPIN, o investigación de rayos cósmicos y partículas solares, se encargaba de medir la energía, composición, intensidad y anisotropía de los núcleos de las partículas a investigar; DUST, o experimento de polvo cósmico, se encargaría de realizar mediciones directas de los granos de polvo en el espacio interplanetario para investigar sus propiedades físicas y dinámicas; SCE, o experimento de sondeo coronal, para estudiar mediante el uso de las comunicaciones y el efecto Doppler los parámetros de plasma de la atmósfera solar; y el GWE, o experimento de onda gravitacional, para detectar ondas gravitacionales de baja frecuencia mediante el uso del desplazamiento Doppler. La masa total de Ulysses a plena carga era de 366’7 kg. en el momento del lanzamiento.
El 6 de octubre de 1990 el transbordador Discovery (misión STS-41) era lanzado desde Cabo
Cañaveral con Ulysses en su bodega. Para proporcionar la velocidad necesaria la sonda estaba montada sobre el IUS y una tercera fase llamada PAM-S (Módulo especial para asistencia de carga). Una vez en órbita, el conjunto Ulysses/PAM-S/IUS fue despleg
ado, iniciando una rotación de 80 rpm. Luego, el encendido, a distancia de seguridad del transbordador. Una vez agotado el IUS, actuaba el PAM-S, y una vez terminada su vida útil, Ulysses era expulsada, no sin antes ser reestabilizada a menos de 8 rpm con la expulsión de unos contrapesos situados al final de sendos cables, liberándolos como un yo-yo. En su momento, Ulysses fue la sonda que abandonaba la órbita terrestre a la mayor velocidad de toda la historia, marca que la New Horizons rompió durante su lanzamiento hacia Plutón en el 2006.
Alcanzó Júpiter casi tres años antes que Galileo, y se asistió gravitacionalmente de manera exitosa, alcanzand
o una inclinación sobre la eclíptica de 80.2º, poniéndola además rumbo a los polos solares. Adoptó una órbita cuyo perihelio superaba por poco la unidad astronómica, mientras que el afelio, coincidía con la órbita joviana, a unas 5 unidades astronómicas. Debido a su trayectoria, y a pasar bajo el polo sur del hermano mayor del sistema, primero se encontraría con el polo norte solar, realizando después su sobrevuelo al polo sur de Helios.
Finalmente, el gran momento llegó, y durante año y medio estuvo estudiando esa área
desconocida de nuestra estrella, durante los años 1994 y 1995, para luego volver a la órbita joviana. Por el camino, se encontró con varios cometas. El 1 de mayo de 1996 se encontró inesperadamente con la cola iónica del cometa C/1996 B2, también conocido como Hyakutake, calculando que medía unos 3’8 unidades astronómicas. Tras el afelio de su órbita, y con rumbo de nuevo hacia el Sol, se encontró con la cola del C/1999 T1 (McNaught-Hartley), del cual también midió la cola iónica. El Sol también contribuyó cuando una expulsión de masa coronaria arrastró partículas del cometa justo donde estaba Ulysses.
Un nuevo perihelio ocurrió durante los años 2000 y 2001, tras su correspondiente extensión de misión. Durante el sobrevuelo del polo sur solar pudo captar datos interesantísimos e inesperados. Por
lo que parecía, el polo sur magnético de nuestra estrella era tremendamente dinámico, y según parecía, carecía de una localización fija. En el 2003 Ulysses regresó al afelio de su órbita, y con la suerte de que Júpiter estaba casi en la misma posición de cuando llegó a su órbita por primera vez, por lo que realizó nuevas mediciones, desde la distancia, eso sí. En el 2006 se topó con otro cometa, el C/2006 P1 McNaught, deparando unos resultados distintos a los recogidos durante su encuentro con Hyakutake. Calculó que la velocidad del viento solar en sus cercanías era menor de 400 km. por segundo, cuando con el cometa de 1996 era superior a 700. Muy revelador.
Una nueva extensión de misión, la cuarta, fue aprobada en el momento en que la sonda se volvía a aproximar a los polos solares entre el 2007 y el 2008. En aquellos momentos, los niveles de energía del RTG eran bastante bajos, provocando que se diseñara una estrategia curiosa para poder realizar las nuevas investigaciones. Varios de sus experimentos habían sido apagados para ahorrar energía y así mantener encendidos los calentadores de la sonda. Cuando llegó el perihelio, los calentadores fueron apagados y los instrumentos fueron encendidos. Además, el combustible de control ya estaba bastante bajo, por lo que el destino estaba ya cerca. Tras su último paso por esta región del espacio, se anunció el inminente fin de la sonda, que en unos meses, a causa de la congelación de lo que quedaba del combustible, que provocaría que la sonda ya no pudiera orientarse hacia la Tierra. Meses antes, el transmisor de banda-X dejó de funcionar, por lo que el sistema de reserva, en banda-S, hacía el retorno de datos lento y pesado. Sin embargo, la sonda había funcionado cuatro veces más del tiempo estimado de vida. Sin embargo, como se seguía recibiendo telemetría y datos, se empleó una estrategia para poder alargar al máximo la supervivencia de la sonda. A base de realizar breves encendidos de los propulsores, el combustible, al recircular por los conductos, se mantendría líquido. Así se consiguió alargar la vida de Ulysses durante un año más.
A lo largo de todo ese año 2008, y gran parte del 2009, se vio que la señal de la sonda era cada vez más baja, debido a la lejanía con nuestro planeta. Junto con el problema del combustible, Ulysses era prácticamente incapaz de enviar resultados claros, por lo que se tomó por fin la decisión: finalizar la misión. Definitivamente, el transmisor de la sonda f
ue apagado el 30 de junio del 2009, y su última transmisión se recibió desde la antena de Madrid. Ese día uno de los proyectos más longevos y exitosos pasó a la categoría de mito.
Los datos que nos ha proporcionado Ulysses son únicos e importantísimos. Para empezar, ha determinado que las maneras en que interactua el campo magnético solar con el sistema solar es completamente diferente a lo que se pensaba; fue capaz de determinar que el polvo que proviene del espacio interestelar hacia el sistema solar es 30 veces superior a lo calculado; determinó, gracias a sus tres pasos por los polos solares, que el campo magnético de Helios redució su actividad progresivamente, sobre todo en el último paso por ellos; que el viento solar ha ido reduciendo la cantidad de material que envía, que actualmente es la menor desde el inicio de la era espacial; y detectó muchos fenómenos de GRB's, aunque a causa de su posición en el espacio la triangulación de ellos resultaba casi imposible.
Han sido casi 19 años funcionando en el espacio, devolviéndonos resultados valiosísimos sobre un entorno que desde la Tierra resulta imposible de observar, y desde luego, ha sido todo un ejemplo a seguir.
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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