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miércoles, 3 de mayo de 2017

Malas noticias con la sonda Juno, NASA confirma la imposibilidad de pasar a las órbitas científicas.


A propósito de la sonda Cassini y su periplo por Saturno, hagamos un repaso de la situación actual de la sonda Juno alrededor de Júpiter. Las novedades tienen un cierto sabor amargo.

En febrero NASA nos confirmó que Juno se quedará en su órbita actual (muy elíptica) y que desisten de pasar a las 37 órbitas científicas de la misión. Ya habíamos tratado el tema aquí, pero ahora tenemos la confirmación oficial. Juno tendrá que cumplir sus objetivos desde su órbita provisional.

Juno fue lanzada al espacio el año 2011 y llegó a la órbita de Júpiter en julio de 2016. Su principal objetivo es explorar la estructura interna de Júpiter (¿posee un núcleo sólido o más denso?), su llamativa estructura de bandas y su enorme magnetósfera. Lo cierto es que el gigante gaseoso -al igual que Saturno- guarda una buena cantidad de interrogantes que la misión pretende despejar.

A su llegada a Júpiter Juno adoptó una órbita provisional muy elíptica, de 4.000 X 8,1 millones de kilómetros (se extiende hasta más allá de la órbita de Calisto) y una duración de 53,4 días. El 19 de octubre de 2016 Juno debía encender su motor principal durante 22 minutos y pasar a una órbita científica de 5000 X 3,5 millones de kilómetros y un período de 14 días, lo que se conoce como maniobra de reducción de período (MRP), pero un  fallo crítico en dos válvulas de helio del motor principal frustró este plan. Juno tuvo un costo de 1100 millones de dólares y el control de misión decidió no correr riesgos: tratar de forzar el encendido del motor principal podría implicar la pérdida completa de la sonda, así que seguirá en su órbita actual aunque el logro de sus objetivos se vea menoscabado.

¿Podrá Juno cumplir en esta órbita con sus objetivos principales?. No lo sabemos con seguridad. El encargado de la misión -Scott Bolton- nos asegura que todo anda de maravillas y no hay ningún problema, asunto que resulta cuando menos dudoso. Significa que Juno quedará expuesta durante más tiempo a la enorme radiación de Júpiter sin garantías de poder tolerar el nuevo cronograma, originalmente la misión estaba planificada hasta julio de 2018, ahora se necesitará mucho más tiempo para que complete los objetivos propuestos, lo que en la práctica implicará extender su funcionamiento hasta el año 2021, con todos los problemas presupuestarios.


Las 37 órbitas científicas proyectadas para Juno. Eran órbitas polares pensadas para evadir la intensa radiación de los cinturones magnéticos de Júpiter. El fallo del motor principal frustró esta planificación (NASA).


Problemas aparte, el instrumento patito feo de la misión -la JunoCam- se ha convertido en todo un protagonista, captando imágenes impresionantes de Júpiter que han hecho las delicias del público. El 27 de marzo Juno realizó su quinto paso por el perijovio dejando un reguero de imágenes de lujo.



Polo sur de Júpiter, captado por Juno desde una distancia de 100.000 kilómetros (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/John Landino).



Espectacular imagen de Júpiter, captada por Juno el 11 de diciembre, a una distancia de 7.800 kilómetros (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Sergey Dushkin).


Imagen procesada de las nubes de Júpiter (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Eric Jorgensen).



Vista espectacular de los óvalos del planeta (NASA).



martes, 2 de mayo de 2017

La sonda Cassini se prepara para su espectacular Gran Final


La sonda Cassini es una curtida veterana de la exploración espacial. Fue lanzada al espacio el 15 de octubre de 1997 y arribó a Saturno el año 2004. El costo total de la misión ascendió a 3.200 millones de dólares y es un proyecto conjunto entre la NASA y ESA, diseñado con el objetivo de investigar al gigante Saturno, sus espectaculares anillos y sus lunas. Ahora, después de 13 años de dilatada carrera, la sonda se prepara para decirnos adiós.

El 22 de abril el control de la misión dio inicio a la última fase en la vida de Cassini, bautizada con el altisonante nombre de Gran Final. Consiste en una serie de 22 pasos por el hueco de 2.400 kilómetros entre Saturno y su sistema de anillos. Esta última fase concluirá el día 15 de septiembre, cuando Cassini se queme en la atmósfera de Saturno. No hay otra opción porque la sonda se está quedando sin combustible y es necesario darle un final adecuado. Se debe eliminar hasta el último rastro de la nave, y evitar que por accidente la sonda se estrelle contra las impolutas lunas de Saturno, lo que se conoce como protocolo de protección planetaria. El problema es el siguiente: no se puede descartar que microorganismos extremófilos terrestres hayan sobrevivido la increíble travesía de Cassini por los vacíos del sistema solar, si esto es así, Cassini podría accidentalmente contaminar los interesantes satélites con bacterias de origen terrestre. El protocolo no es nuevo, ya se hizo antes con la sonda Galileo.



Concepción artística de los últimos momentos de Cassini. La sonda se desintegrará en la atmósfera de Saturno (NASA/JPL-Caltech).



Concepción artística. La exitosa Cassini se dispone a convertirse en una estrella fugaz sobre el gigante Saturno (NASA/JPL-Caltech).


Las órbitas de la fase final.

Mientras tanto Cassini cumplirá 22 órbitas que la llevarán a cruzar el hueco existente entre el planeta Saturno y su sistema de anillos, una brecha que ninguna nave había atravesado antes. El proceso se inició el día 22 de abril, cuando Cassini realizó su último sobrevuelo (¡el número 127!) sobre Titán a una distancia de 1.000 kilómetros. Esta maniobra le brindó el impulso gravitatorio necesario para modificar su órbita e insertarse en las órbitas de su última etapa, en que podrá realizar una serie de análisis claves para definir la verdadera edad del sistema de anillos y precisar alguna información relevante sobre las dinámicas atmosféricas del Señor de los anillos y su campo magnético.


En azul, las 22 órbitas del Gran Final de Cassini (NASA).


Cassini se dispone a cruzar la brecha existente entre Saturno y sus anillos. NASA/JPL-Caltech


La primera de estas órbitas la ejecutó el día 27 de abril. Cassini se lanzó por el hueco existente entre el planeta y el límite interior de los anillos de Saturno, a una velocidad de 34 km/s. El periapsis de esta primera órbita  (punto de mayor cercanía al planeta) ocurrió en un punto cercano al hemisferio sur de Saturno, cuando Cassini llegó a estar a unos 3.000 kilómetros de la capa atmosférica superior del planeta, y tuvo oportunidad de capturar impresionantes vistas del misterioso vórtice del polo.


El vórtice del polo sur, captado por Cassini en la primera de sus 22 órbitas del Gran Final (NASA).


La maniobra tiene sus riesgos. Cassini se mueve a una velocidad de 34 km/s. y cualquier colisión con una partícula, por muy pequeña que sea, puede tener serias consecuencias para la integridad de la nave. El control de la misión ha sido especialmente cuidadoso, y lo cierto es que en esta primera órbita Cassini utilizó su antena de alta ganancia (de 4 metros de diámetro) como un escudo protector contra los posibles obstáculos. Durante casi 20 horas se perdió contacto con la nave hasta que la antena fue apuntada otra vez a la Tierra y se restableció la comunicación, entonces los técnicos e ingenieros pudieron respirar aliviados. Se espera que los datos recopilados durante este primer zambullido permitan aumentar la seguridad de los siguientes pasos. Cassini envía estos datos a la Tierra, donde son recepcionados por la estación Goldstone de la Red de espacio profundo (Deep Space Network) en California.

La segunda órbita del Gran Final tendrá lugar el 2 de mayo. Estos pasos de Cassini nos aportarán numerosos datos sobre la constitución interior -hasta ahora mal conocida- de Saturno. Por otra parte, la sonda espacial Juno está realizando un trabajo similar con el planeta Júpiter, si bien no ha podido alcanzar la órbita científica deseada. Para cuando ambas misiones lleguen a su final (Juno en 2018) nuestro conocimiento sobre los gigantes gaseosos se habrá ampliado notablemente. 

Estamos en cuenta regresvia hasta el 15 de septiembre, cuando Cassini se desintegrará en las altas capas atmosféricas de Saturno como un osado turista, símbolo del progreso intelectual de la humanidad. Su misión exploratoria ha sido cumplida a cabalidad y no hay reemplazantes que tomen su antorcha, al menos en el corto plazo.

Durante su dilatada trayectoria Cassini nos ha regalado miríadas de hermosas fotografías de Saturno y sus lunas. Aquí pueden ver algunas de mis preferidas.

NASA -genios de la publicidad- han elaborado un video para recopilar los logros de Cassini y honrar sus últimos instantes. Véanlo....se los recomiendo, a más de alguno se le escapará una lagrimita.





viernes, 31 de marzo de 2017

La sonda OSIRIS-REx y la búsqueda de asteroides troyanos de la Tierra


La sonda OSIRIS-REx ya está en viaje hacia el asteroide de Bennu. De camino activó su instrumento MapCam para detectar la presencia de asteroides troyanos en los puntos de Lagrange, con un resultado hasta ahora negativo.

Recapitulemos. OSIRIS-REx es una sonda espacial de la NASA, diseñada para viajar hasta Bennu, un asteroide carbonáceo tipo B de unos 500 metros de diámetro. Bennu fue descubierto en 1993 y recibió la denominación de 1999 RQ36 y es llamativo por ser un asteroide clasificado como potencialmente peligroso, es decir, existe una muy pequeña posibilidad de que Bennu colisione con la Tierra el año 2175, evento que sería devastador para nuestra civilización. 

La misión de la sonda es posarse sobre Bennu y extraer una muestra de 60 gr. de regolito que debería devolver a la Tierra el año 2023. Pero OSIRIS solo llegará a su destino en agosto de 2018, mientras tanto, el equipo de la misión activó durante dos semanas la cámara MapCam y realizó un barrido del punto de Lagrange 4, 60° frente a la Tierra, para detectar la presencia de asteroides troyanos de nuestro planeta. Estos asteroides son cuerpos situados en la misma órbita de un planeta, pero en puntos estables llamados L4 y L5, situados a 60° por delante y 60° detrás del planeta y no...no existe peligro de que un asteroide troyano impacte contra un planeta con el que comparte órbita. La ilustración de abajo deja el panorama clarísimo:



Puntos de Lagrange. Los puntos L4 y L5 son posibles ubicaciones para asteroides troyanos que comparten la órbita de nuestro planeta alrededor del Sol. No existe peligro de impacto, pues son puntos estables (Wikipedia).

Hasta el momento OSIRIS-REx no ha encontrado nuevos asteroides. Pero la MapCam funcionó a la perfección y logró distinguir objetos hasta dos magnitudes más débiles de lo esperado, además, captaron varias imágenes de Júpiter, su sistema de lunas y 17 objetos del cinturón principal de asteroides. 

Por ahora el único asteroide troyano de nuestro planeta es 2010 TK7, un cuerpo de unos 300 metros de diámetro ubicado a unos 80 millones de kilómetros. Fue descubierto el año 2010 por el telescopio espacial WISE. Es Júpiter el planeta con la mayor cantidad de asteroides troyanos -varios miles- con algunos más descubiertos en las órbitas de Marte, Urano y Neptuno.

El equipo de la misión concibió esta búsqueda como una práctica de cara a los peligros que la sonda podría experimentar a medida que se aproxima a Bennu. Dante Lauretta, de la Universidad de Arizona, investigador principal de la misión, declaró: "En este primer ejercicio práctico de operaciones científicas de la misión, hemos aprendido mucho acerca de las capacidades de operaciones espaciales de esta nave espacial en camino hacia Bennu". Es imprescindible tener la capacidad de evadir potenciales pedruscos que se encuentren en el camino de la sonda.


El asteroide Victoria 12, captado en movimiento por la OSIRIS-REx el pasado 11 de febrero (NASA/Goddard/Universidad de Arizona).

Asteroide 2010 TK7 encerrado en un círculo verde. Hasta ahora es el único troyano del planeta Tierra (NASA/JPL-Caltech/UCLA)



El telescopio espacial Kepler y su contribución al descubrimiento de exoplanetas


El telescopio espacial Kepler de la NASA fue diseñado con la misión de descubrir planetas orbitando alrededor de otras estrellas, lo que conocemos como "exoplanetas" (o planetas extrasolares). En específico, uno de los requisitos de la misión era que Kepler descubriese mundos semejantes a la Tierra (exotierras) alrededor de estrellas de tipo similar a nuestro Sol. Para ello la nave sería capaz de detectar los tránsitos, es decir, las variaciones en el brillo de un astro ocasionados cuando un cuerpo planetario cruza por delante. Kepler estaría situado en órbita alrededor del Sol, una ubicación ideal para ejecutar su búsqueda de exoplanetas, con la precaución de evitar destellos provocados por otros cuerpos celestes.

Con un costo total de 600 millones de dólares, la misión Kepler pertenecía a la categoría Discovery, esto es, misiones de un relativo bajo presupuesto para NASA y enfocadas en temas científicos específicos.

La nave tiene unas dimensiones de 4,7 x 2,7 y pesaba unos 1039 kg. sin contar el combustible (hidrazina). Los sistemas de vuelo fueron desarrollados por Ball Aerospace. La energía era proporcionada por 10 mts2 de paneles fotovoltaicos capaces de producir 1 kW de electricidad. Su poderoso ojo estaba compuesto por un fotómetro Schmidt de 0.95 m. de apertura y un espejo primario de 1.4 mts. La cámara CCD ofrecía una resolución de 95 millones de píxeles, la mejor resolución alcanzada en una sonda hasta ese momento (a modo de comparación, recordar que la cámara CCD de la sonda espacial Gaia alcanza una resolución de un billón de píxeles).

Kepler fue lanzado al espacio el 7 de marzo de 2009, gracias a un cohete modelo Delta II. Comenzaba una nueva epopeya científica, que quedaría jalonada por grandes logros. 








El área de búsqueda del Kepler estaría limitada a un pequeño campo del espacio de 115 grados cuadrados, apenas un 0,25 de la bóveda celeste. En específico, un área entre las constelaciones de Cisne, Dragón y Lira. Dentro de este campo fueron seleccionadas 150000 estrellas situadas a más de 600 años luz de distancia, que debían ser observadas por Kepler cada 30 minutos para detectar los tránsitos de posibles exoplanetas. Unas 90000 de estas estrellas pertenecían al tipo G2, es decir, estrellas de la secuencia principal semejantes en masa y brillo a nuestro Sol. Las expectativas de la comunidad científica eran muy altas, tenemos que recordar que hace una década desconocíamos cosas que ahora nos suenan evidentes. Los científicos se preguntaban si los exoplanetas eran abundantes o si, por el contrario, eran fenómenos extremadamente raros en la galaxia. Kepler llegaría para dar cumplida respuesta a estas interrogantes.

El área de búsqueda de Kepler en el contexto de nuestra galaxia. Es un pequeño sector situado entre las constelaciones de Cisne y Lira (Wikipedia)

Detalle del campo de búsqueda de Kepler


Kepler no defraudó. Nada escapaba a las capacidades de su potente ojo. La comunidad científica se acostumbró a los anuncios impresionantes. Por ejemplo, en marzo de 2012 el equipo de la misión publicó los resultados de los primeros 16 meses de observaciones (mayo de 2009 - septiembre de 2010). Se habían detectado nada menos que 1091 candidatos a exoplanetas, prácticamente duplicando las cifras existentes hasta ese momento, con lo que la cantidad de exoplanetas posibles ascendía a 2323...de golpe y porrazo Kepler amplió enormemente el campo de investigación de la ciencia planetaria, y más interesante aún, lo hizo a una fracción del costo de otras misiones de exploración.

En enero de 2013 el equipo anunció la existencia de otros 461 candidatos a exoplanetas, basándose en las observaciones realizadas entre mayo de 2009 hasta marzo de 2011. Los nuevos planetas eran designados con la palabra Kepler mas el típico "código de barras" utilizado en la nomenclatura de cuerpos celestes...Kepler-62f, Kepler-33b, Kepler-33c...y así.

En febrero de 2014, en la fase K2 de la misión, se anunció el descubrimiento de 715 nuevos exoplanetas que orbitaban en torno a 305 estrellas, casi el 95% de estos mundos son más pequeños que Neptuno y varios se encuentran en la zona de habitabilidad de sus estrellas.


Para enero de 2015 Kepler ya había descubierto ocho exoplanetas de un tamaño similar a la Tierra,  situados en la zona de habitabilidad de sus respectivas estrellas, casi todas enanas rojas (NASA)





Simpáticas representaciones de cientos de nuevos sistemas planetarios descubiertos por Kepler (NASA). 


Los extraordinarios logros llevaron a NASA a tomar la decisión de extender la misión del Kepler hasta el año 2016, pero la mala suerte haría su desagradable aparición. El correcto desempeño de la sonda dependía del buen funcionamiento de los giróscopos de la nave. El telescopio de Kepler podía apuntarse con tres de sus cuatro giróscopos, pero el año 2013 el segundo de los giróscopos sufrió un fallo irreparable. El nuevo contexto obligó a NASA  a replantear los objetivos de la misión. En noviembre de 2013, tras varios meses de análisis, se decidió reorientar a Kepler y enfocarlo a campos estelares más amplios y cercanos a la eclíptica. La nave ya no sería capaz de detectar exoplanetas del tamaño de la Tierra por el método de tránsito, pero a cambio su área de búsqueda sería mucho más amplia. La nueva misión fue bautizada como K2 (Kepler 2)

En mayo de 2016 Kepler anunció el descubrimiento de otros 1.284 exoplanetas, es decir, cuerpos para los cuales la posibilidad de ser realmente un planeta es de un 99% (descartar los "falsos positivos" es una labor ardua). Es la mayor cifra anunciada hasta ahora. El anuncio se efectuó en el contexto de la misión K2, pero los datos utilizados fueron los recabados hasta 2013, antes del fallo de los giróscopos. En ese punto el número total de exoplanetas confirmados ascendió a 2326 con  otros 1327 candidatos a exoplanetas. Nueve se encuentran en la zona de habitabilidad de sus estrellas y se piensa que unos 550 pueden ser planetas rocosos en función de su tamaño.

El año 2011, sobre la base de los resultados arrojados por Kepler, se estimaba que en un rango de mil años desde la Tierra puede haber 30.000 planetas ubicados en la zona de habitabilidad de sus estrellas. Habría hasta 50.000 millones de planetas en nuestra galaxia, de los que unos 500 millones estarían ubicados en la zona de habitabilidad. Para el 2012 un equipo internacional de astrónomos informó que cada estrella de nuestra galaxia puede albergar en promedio 1,6 planetas orbitando a su alrededor, lo que nos daría un resultado de 160.000 millones de exoplanetas solo en la Vía Láctea, en buen español, que en una galaxia hay mas planetas que estrellas. No cabe duda que estos resultados marean a cualquiera y es imposible no preguntarse en cuantos de ellos puede agitarse la vida, ya sea vida bacteriana o en forma de seres racionales e inteligentes....vaya usted a saber, quizá en un par de ellos hay grupos de astrónomos extraterrestres efectuando los mismos esfuerzos que los científicos terrestres, escudriñando su extraño firmamento en busca de señales de vida. Es un tema que hace volar nuestra imaginación, porque no podemos descartar que una hipotética civilización extraterrestre haya detectado el tránsito de nuestro planeta frente al Sol, y nos haya catalogado como un planeta interesante, ubicado en "la zona de habitabilidad de su estrella" y nos hayan colgado una designación estilo tarjeta de crédito o código de barras.


Kepler-62f, una de los exotierras descubiertas por la misión Kepler




Parche de la misión


En junio de 2016 NASA anunció una extensión de tres años para la misión K2, más allá del momento en que la nave agote su combustible.

Un listado (se actualiza periódicamente) con todos los exoplanetas descubiertos por la misión Kepler.

domingo, 19 de febrero de 2017

56 años de la sonda Venera 1, primer intento de alcanzar el planeta Venus.


Hace unos días -el 12 de febrero para ser más exactos- se cumplieron 56 años desde que la sonda soviética Venera 1 despegó con destino a Venus. La misión se saldó con un fracaso, pero representó un hito en la exploración del espacio: era la primera vez que un artefacto humano partía con rumbo a otro planeta.

A mediados del siglo XX el planeta Venus seguía siendo toda una incógnita. La humanidad le conoció desde siempre, pero sus características eran esencialmente desconocidas. Galileo reconoció sus fases, pero al telescopio el disco del planeta parecía liso, de un color verde que no mostraba características notables. Se pensaba que la enorme capa de nubes que cubría el planeta lo protegía de la intensa radiación del Sol, por ende, Venus debía ser un mundo propicio para el desarrollo de la vida. El químico sueco Svante Arrhenius (nobel de química en 1903) sostenía que Venus era un planeta húmedo, que podía encontrarse en un período similar al Carbonífero, vivido por la Tierra hace 300 millones de años, y que sobre su superficie pululaban formas de vida similares a los reptiles. Esta hipótesis parecía sumamente razonable, Otros sostenían que Venus era un mundo cubierto por un enorme océano, donde primigenias formas de vida daban los primeros pasos en su camino evolutivo.

El planeta Venus captado por la sonda Mariner 10. Es increíble lo poco que sabíamos del planeta hasta mediados del siglo pasado (NASA).


Las primeras dudas surgieron cuando los astrónomos estadounidense Adams y Dunham analizaron espectroscopicamente las nubes de Venus, descubriendo que el principal componente de la atmósfera venusina era dióxido de carbono, un gas que contribuye al efecto invernadero. De pronto se diluyó la imagen idílica de Venus como mundo jurásico y se presentó la posibilidad de que fuese un mundo abrasado por un calor infernal y sin trazas de vida en la superficie. 

El inicio de la era espacial, con el lanzamiento del Sputnik 1, abrió una nueva etapa de oportunidades para la humanidad. En específico, los soviéticos desarrollaron un notable interés por Venus, planeta con el que la Tierra mantiene tantas similitudes. 

El poder central de la URSS autorizó el desarrollo de un programa de exploración a Venus, que sería conocido como programa Venera (que es el nombre en ruso de Venus) al mismo tiempo que desarrollaba el programa Lunik, donde rusos y americanos se tranzaban en una competencia feroz para dilucidar quien sería el primero en mandar una misión tripulada a la Luna.

La sonda Venera 1 sería el primer artefacto humano lanzado al espacio con la intención de alcanzar otro planeta. En comparación a las características de las modernas sondas, la Venera 1 nos parece un cacharro tosco y rudimentario, pero en su momento representó la vanguardia de la tecnología humana. Era un cuerpo cilíndrico con  una altura de 2,30 m y un diámetro de 1,50 m. El peso de la nave era de 643 kg que incluían el combustible de la sonda y todo su instrumental científico.

El desarrollo de las dos naves de la serie 1VA (Venera 1VA No1 y Venera 1VA No2 ) estuvo a cargo de la oficina OKB-1 de Serguéi Koroliov, el diseñador jefe y padre del programa espacial soviético. Venera 1 no fue concebida como un orbitador, esto es, no estaba planificado que la gravedad de Venus la capturase a su alrededor. Al principio se había considerado la posibilidad de añadir una pequeña cápsula que debía descender hacia el planeta, pero pronto la idea fue desechada. Venera 1 sería una sonda kamikaze, debía impactar al planeta, pero antes de morir se esperaba que recolectase suficientes datos de interés para despejar algunas de las numerosas incógnitas que rodeaban a la diosa del amor. Incorporó un motor KDU-414 Vernier para efectuar las necesarias correcciones de rumbo hasta su destino. Un sistema de orientación utilizaba el Sol y la brillante estrella Canopus para mantenerse en el rumbo correcto. Dos paneles solares, de 1,6 X 2 metros y una superficie total de 2 metros cuadrados, se extendían en forma radial desde el cuerpo principal y  suministrarían la energía necesaria. Fue presurizada con nitrógeno a un estándar de 1,2 atmósferas e incluía un sistema de persianas térmicas para mantener la temperatura a unos 30 °C.

El sistema de telemetría abordo fue construido por la oficina de diseño de Riazanskii. Una antena desplegable de alta ganancia de 2 metros de diámetro  operaría en la banda de los 8 - 32 cm. Una antena omnidireccional fue instalada en el extremo de un brazo de 2,4 metros de largo. Sería utilizada durante las operaciones cercanas a la Tierra en una longitud de onda de 1,6 metros.

Los instrumentos científicos que portaba la sonda incluían un magnetómetro, detector de micrometeoritos, trampa de iónes, dos contadores geyger, un espectrómetro y un contador Cherenkov.

La sonda Venera 1. Se distingue la antena desplegable de alta ganancia (mentallandscape.com).




No estaba previsto que esta sonda Venera fuese la primera en alcanzar el planeta Venus. Ese honor debía corresponderle a su sonda gemela Venera 1VA No1, que fue lanzada al espacio el 4 de febrero de 1961. Desgraciadamente, un fallo en la etapa superior del cohete Mólniya 8K78 provocó que la sonda no pudiese salir de la órbita terrestre baja. Sus restos terminarían por caer sobre Siberia el 26 de febrero, donde un niño recuperó el banderín que la nave portaba. El traspié de su hermana abrió una ventana de oportunidad para que nuestra sonda quedase con el trofeo en la carrera por Venus.

La Venera 1VA No2 fue lanzada al espacio el 12 de febrero de 1961, mediante un cohete Mólniya M desde el cosmódromo de Baikonur, en la actual Kazajstán. Despegó una semana después de su gemela, la Venera 1VA No1. Alcanzó una órbita terrestre baja de 229 x 282 kilómetros antes de iniciar el viaje de tres meses hasta su destino. A la sonda le esperaba un largo viaje y el control de misión no tenía experiencia (ni nadie) en misiones de larga duración. Solo existía un largo listado de cosas que podían salir mal y la conciencia de estar abriendo camino al marchar. 


Emblemas soviéticos transportados por la Venera 1. Fueron confeccionados en metal resistente a la corrosión (mentallandscape.com)


Los primeros dos envíos de datos a la Tierra por telemetría se produjeron el mismo día de lanzamiento, cuando la nave se encontraba a una distancia de 30.000 km y 170.000 km. Para ahorrar energía no se intentó ninguna  otra transmisión hasta el 17 de febrero, cuando la nave realizó su tercer y exitoso envío de información desde una distancia de 1.700.000 km de la Tierra, sin embargo, esto sería todo. Había muchas cosas que podían estropearse y efectivamente se estropearon. El control de la misión informó que el sistema de orientación solar se sobrecalentó y falló. El crucial sistema de persianas térmicas tampoco funcionó bien. Después del tercer envío de información los soviéticos perdieron contacto con su sonda, aunque los británicos comentan que su radiotelescopio de Jodrell Bank habría captado débiles señales de la sonda.

Entre el 19 y 20 de mayo, la sonda Venera 1, muda con respecto a la Tierra, pasó a unos 100.000 kilómetros de distancia de Venus, posteriormente entró en órbita alrededor del Sol, donde aún se mantiene. La misión fue catalogada como un fracaso (en relación a su objetivo principal de transmitir información sobre Venus) pero de todas formas realizó algunas contribuciones interesantes. Recabó datos sobre el comportamiento de la magnetopausa y el viento solar en las cercanías de la Tierra, además de confirmar que el viento solar (flujo de partículas proveniente del Sol) se distribuye en forma homogénea por el espacio interplanetario.

Se había dado un paso importante en la exploración de nuestro sistema solar. Los norteamericanos pondrían su parte del esfuerzo cuando la sonda Mariner 2 sobrevoló Marte en 1962 y se transformó en la primera sonda espacial que entregó datos relevantes sobre otro planeta. Los soviéticos no se desanimaron con el traspié y continuaron adelante con el programa Venera, que a la larga produciría notables éxitos.


jueves, 9 de febrero de 2017

Cuarto sobrevuelo de Júpiter: Juno sigue sin encender su motor principal.


El jueves 2 de Febrero, la sonda espacial Juno de NASA realizó su cuarto sobrevuelo del planeta Júpiter a una velocidad de 57,8 kilómetros por segundo, maniobra que se produce a una distancia de apenas 4.300 kilómetros del planeta, cuando Juno alcanza el perijovio (mayor cercanía de la órbita al planeta).

Lamentablemente, en esta ocasión tampoco se produjo el encendido del motor principal.

Recordemos que Juno se encuentra actualmente en una órbita preliminar de 4.300 X 8 millones de kilómetros y 53 días de duración. En buen español esto significa que Juno (capturada por la gravedad de Júpiter) da una vuelta completa alrededor del planeta en 53 días. Su órbita es altamente elíptica, pues se acerca al planeta hasta una distancia de apenas 4.300 kilómetros (perijovio) y luego se aleja hasta unos 8 millones de kilómetros (apojovio), entonces la gravedad del enorme Júpiter la jala de vuelta y el ciclo se repite una vez más

El problema es que la misión de Juno fue programada para ejecutar una serie de órbitas científicas: tras su arribo a Júpiter Juno debía pasar a una órbita de 4.300 x 3,5 millones de kilómetros y que tiene una duración de 14 días. Estas órbitas permiten un uso mucho más eficiente del instrumental científico que porta la nave. Para ejecutar este cambio de órbita, el control de la misión necesita -si o si- encender el motor principal de la nave durante 22 minutos, una operación que se conoce como "maniobra de reducción de período" (MRP), pero un problema detectado en dos válvulas del sistema de presurización del combustible han impedido que se ejecute el encendido. Como resultado, Juno sigue dando vueltas en su órbita preliminar. El asunto es bien claro: sin encendido de motor principal no hay órbita científica.

Pueden revisar una entrada anterior sobre los problemas de Juno AQUÍ.



Las órbitas científicas planificadas para Juno.


Scott Boltom, principal investigador de la misión, ha dicho que el asunto carece de importancia, que ellos han obtenido una cantidad enorme de información y que Juno puede continuar su misión de exploración desde su órbita actual. El asunto es discutible: la misión se diseño y construyó pensando en las órbitas científicas, que permitirían el adecuado uso de los modernos instrumentos científicos que la sonda porta. Además, la actual órbita preliminar expone a Juno a los asesinos cinturones de radiación de Júpiter.

Ahora...no todo son lágrimas. Juno realizó su sobrevuelo con todos sus instrumentos operativos. En este caso, su camarita JunoCam, esa misma cámara que fue añadida a última hora y a regañadientes, fue la encargada de captar estas impresionantes imágenes del gigante gaseoso. Pueden ver las imágenes del cuarto perijovio (PJ4) en el sitio web JunoCam.



Sobrevolando el polo sur de la bestia.


Pese a los inconvenientes, no cabe duda de que Juno contribuirá a una mejor comprensión del titán del sistema solar.


viernes, 27 de enero de 2017

La sonda OSIRIS REx en viaje al asteroide Bennu.



La sonda espacial OSIRIS REx (Origins Spectral Interpretation Resources Identification Security - Regolith Explorer) de NASA, despegó el 8 de septiembre de 2016 desde la base de la fuerza aérea de Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Atlas V 411. Es la tercera sonda del programa New Frontiers tras las sondas New Horizons y Juno. Fue aprobada el año 2011 y su misión es traer una muestra de 60 grs. del asteroide Bennu y regresarla a la Tierra el año 2023. El coste total de la misión anda por los 800 millones de dólares, pero sin considerar el vehículo lanzador.

La nave tiene un peso de 2110 kg a plena carga. Su tamaño es de 2,43 x 3,15 y con sus dos paneles desplegados alcanza una envergadura de 6,2 mts. Los paneles solares pueden generar entre 1226 y 3000 watts dependiendo de la distancia de la sonda al Sol. Su misión es extraer una muestra de material del asteroide Bennu (1999 RQ36), un cuerpo de unos 500 metros de diámetro descubierto el año 1993. Bennu es un asteroide carbonáceo de tipo B, con una órbita elíptica de 135 x 210 millones de kilómetros. Su período orbital es de 436,6 días y su inclinación orbital es de 6,035 grados. Un dato de interés es que Bennu está clasificado como un asteroide potencialmente peligroso, de hecho, existe una muy pequeña posibilidad de que impacte con la Tierra el año 2175. Respecto a su nombre, se lo debemos a un niño de nueve años, que ganó un concurso organizado por la Sociedad Planetaria cuando se definió que el asteroide sería el objetivo de la misión. Bennu es un ave mitológica del Antiguo Egipto, relacionada con el dios Osiris.



Concepción artística de la sonda OSIRIS REx desplegando su brazo TAGSAM para obtener muestras del regolito de Bennu (NASA)


Sonda OSIRIS REx (NASA/ Lockheed Martin).



Es la primera misión estadounidense automática de recogida de muestras sobre la superficie de un cuerpo del sistema solar (aparte de las rocas lunares obtenidas por las misiones Apollo). Esta planificado que OSIRIS REx llegue a su destino el año 2018, pero en lugar de viajar en una trayectoria directa se acercará a unos 20.000 km de la Tierra en septiembre de 2017, para realizar una maniobra de asistencia gravitatoria que le permitirá aumentar su velocidad y alcanzar los 6° de inclinación en la órbita del asteroide Bennu.

En septiembre de 2018 OSIRIS REx estará a un millón de kilómetros de Bennu. En ese momento el instrumento PolyCam será capaz de captar imágenes del asteroide. La fecha oficial de llegada es el día 18 de noviembre de 2018, cuando OSIRIS REx se sitúe a unos cinco kilómetros de distancia de Bennu. Los barridos de sus tres cámaras le permitirán identificar unos 12 sitios candidatos para efectuar la recogida de muestras. Está planificada una serie de sobrevuelos a distintas distancias para ejecutar un detallado estudio del asteroide. Finalmente, el año 2019 la sonda encenderá su motor en dos ocasiones para igualar su velocidad con la rotación de Bennu, se acercará al asteroide y extenderá su brazo automático TAGSAM (Touch And Go Sample Acquisition Mechanism), un brazo desplegable de 3,35 metros de largo diseñado para recoger una muestra de regolito que oscilará entre 60 grs. y 2 kilos. TAGSAM disparará un flujo de nitrógeno sobre la superficie del asteroide, que levantará fragmentos del regolito permitiendo su captura. La maniobra debería ser muy breve, apenas unos cinco segundos, en todo caso, el control de la misión dispone de una ventana suficiente de tiempo para intentar la maniobra muchas veces.

Las muestras del regolito se almacenarán en la SRC (Sample Return Capsule) que tiene un peso de 46 kg y fue diseñada para asegurar la integridad de la muestra durante su regreso a nuestro planeta.



La cápsula para las muestras y sus distintas partes (NASA/Lockheed Martin).


Imagen de la cápsula. 



Tamaño de Bennu (NASA)


Órbita de Bennu (OSIRIS REx Project / Dante Lauretta).


Una vez que la muestra esté lista, en marzo de 2021 la sonda se separará del asteroide e iniciará su viaje de regreso a la Tierra. El año 2023 la sonda soltará la cápsula con la muestra, que atravesará nuestra atmósfera a una velocidad de 12,2 km/s. A unos 3.000 metros de altura se abrirá un paracaídas que frenará la velocidad de descenso hasta unos 18 k/h. hasta aterrizar en el estado de Utah. El resto de la sonda reanudará su viaje hasta ponerse en órbita alrededor de nuestro Sol.

Este tipo de misiones son de alta prioridad para la comunidad científica internacional. Estos asteroides son los escombros dejados por el nacimiento de nuestro sistema solar hace unos 4.500 millones de años. La mayoría de ellos permanecen sin alteraciones desde aquellos lejanos eones. Por supuesto, en la Tierra disponemos de los restos dejados por los meteoritos que esporádicamente caen sobre nuestro planeta, pero la entrada por nuestra atmósfera -y las tremendas temperaturas generadas- ocasionan grandes cambio químicos en estos pedruscos, de tal manera que el análisis científico es sobre "un cadáver quemado" más que sobre el impoluto cuerpo original, que además está contaminado por elementos terrestres.

OSIRIS REx no es relamente una misión pionera. La sonda japonesa Hayabusa ya trajo una pequeña muestra del asteroide Itokawa y la sonda Hayabusa 2 debería regresar con otra muestra desde el asteroide Ryugu. La diferencia es que OSIRIS REx debiese superar ampliamente a las sondas niponas en la cantidad de muestra a obtener.









jueves, 5 de enero de 2017

Los problemas de la sonda espacial Juno.


Hace unos meses hablamos aquí sobre la sonda espacial Juno y su misión de exploración alrededor del planeta Júpiter. Pues bien, muchas cosas han acontecido en este último tiempo y lamentablemente no todas son buenas noticias.

El día 5 de Julio de 2016 Juno entró exitosamente en órbita polar alrededor del gigante joviano. Efectuó sin problemas su maniobra de frenado, encendiendo su motor principal durante 35 minutos para reducir convenientemente su velocidad y permitir que la gravedad de Júpiter la capturase. En estos momentos se encuentra ejecutando una órbita preliminar de 5.000 kilómetros por 8 millones de kilómetros y un período de 53 días de duración. Sin embargo, esta es una órbita preliminar, que debería dar paso a las 32 órbitas científicas propiamente planificadas por la misión, de 4.000 kilómetros por 3,5 millones de kilómetros y que tienen un período de 14 días. Para conseguir esto el equipo de la misión debe encender durante 22 minutos el motor principal de la sonda, una operación conocida como maniobra de reducción del período (MRP), sin embargo, han surgido problemas con el motor, que hasta el momento se niega a funcionar, con el resultado de que la sonda continuará en su órbita preliminar hasta que los técnicos de NASA decidan que hacer. Al parecer los problemas está siendo ocasionados por dos válvulas del sistema de presurización del combustible, que han mostrado un comportamiento anómalo. 

Hasta el momento la sonda ha alcanzado tres veces el perijovio (mayor cercanía de la órbita al planeta) de su órbita preliminar: los días 27 de agosto, 19 de octubre y 11 de diciembre de 2016. El perijovio es el momento en que debe efectuarse la MRP, pues bien, estaba planificado que durante el perijovio del 19 de octubre la sonda debería encender el motor principal, sin embargo, unas horas antes el control de la misión anunció que abortarían la operación, debido al errático comportamiento de las citadas válvulas.

Para más fatalidad, durante el sobrevuelo del 19 de octubre Juno sufrió una falla en el instrumento JIRAM (Jovian Infrared Aurorial Mapped) que hizo entrar a la sonda en modo seguro. El JIRAM es un espectrómetro diseñado para estudiar la composición de las capas superiores de la atmósfera de Júpiter. El día 24 de octubre los técnicos sacaron a la nave del modo seguro, pero tomaron la decisión de mantener al JIRAM apagado durante el sobrevuelo del 11 de diciembre, a la espera de actualizar el software del equipo. 

También se anunció la decisión de no intentar el encendido del motor hasta recabar más información sobre la situación. De esta forma, la MRP quedaría pospuesta hasta el próximo perijovio, que sucederá el día 2 de febrero de 2017.

Es comprensible la cautela de los encargados de la misión. No se trata de tomar decisiones apresuradas y malograr una sonda que tuvo un costo total de 1.100 millones de dólares. Si algo se descompone no hay forma de repararlo. El equipo debe tomar todos los resguardos, recabar toda la información posible y decidir con calma que es lo mejor para la misión.



El motor principal de la sonda Juno. Dos válvulas del sistema de presurización del combustible han impedido su normal funcionamento (NASA).



Las órbitas científicas de Juno en torno a Júpiter (NASA).



Pero al mal tiempo buena cara...durante el sobrevuelo del 11 de diciembre Juno aprovechó de tomar impresionantes imágenes de Júpiter gracias a su cámara JunoCam.


Vista de uno de los óvalos que forman el "collar de perlas de Júpiter", un conjunto de ocho tormentas situadas en el hemisferio sur del planeta (NASA).



                                          Detalle de la atmósfera de Júpiter (NASA)


JunoCam no estaba incluida originalmente entre el instrumental que portaría la sonda, y solo se la añadió a ultima hora por motivos de relaciones públicas. Debemos recordar que las partidas presupuestarias para la NASA dependen del gobierno norteamericano, y muchas veces las instancias de decisión no comprenden la necesidad de invertir altas sumas de dinero en una nave que ni siquiera podría aportar una fotito para deleite del público general.

¿Qué se viene a futuro para Juno?

El problema con el motor es sin duda un asunto grave. El equipo de la misión intentará el encendido cuando la sonda alcance nuevamente el perijovio el día 02 de febrero. De todas formas Scott Boltom -responsable científico de la misión- salió rápidamente a decir que es factible que Juno complete sus objetivos científicos desde su órbita preliminar, sin pasar a la órbita científica, solo que tomaría el doble de tiempo. Hay motivos para dudar de esta optimista afirmación. Juno debe enfrentar los cinturones de radiación magnética de Júpiter, un enemigo sumamente hostil y destructivo y no hay certeza de que la nave sea capaz de aguantar el tiempo necesario. Veremos como evoluciona todo el asunto, pero hay que ir cruzando los dedos.


martes, 3 de enero de 2017

La sonda New Horizons camino al cinturón de Kuiper


El 14 de Julio de 2015 (¡como vuela el tiempo!) la sonda New Horizons de la NASA completó la exploración del sistema solar en su "configuración antigua", es decir, alcanzó los confines del espacio donde esta situado Plutón, que antaño era el noveno planeta. Ese día la sonda efectuó un sobrevuelo a una distancia de 12.500 kilómetros, entregándonos una serie de espectaculares fotografías del planeta enano y su cohorte de satélites. El envío de los datos recolectados por la sonda recién finalizó en octubre de 2016, pues las especificaciones del sistema de comunicaciones demandaban un envío lento de los datos. Cerca de 50 trabajos científicos sobre el sistema Plutón-Caronte han sido redactados en base a esta montaña de información.

¿Cuál es la próxima parada de la sonda?

Pues bien, New Horizons continúa su infatigable viaje hacia el llamado "Cinturón de Kuiper", un conjunto de objetos situados más allá de la órbita de Neptuno y del cuál el mismo Plutón es uno de los principales exponentes.

El 28 de agosto de 2015 NASA anunció cuál sería el próximo objetivo de la misión: se espera que la sonda alcance 2014 MU69, a unos ocho mil millones de kilómetros del Sol, esto es, 40 UA (Plutón está a 30 UA). 2014 MU69 es un cuerpo de unos 40 kilómetros de diámetro, pero es difícil saberlo con certeza, debido a la enorme distancia que nos separa y a las engañosas variaciones en su albedo. Para situar a la sonda en curso el equipo de la misión debió efectuar algunas rectificaciones en la trayectoria, y la nave encendió sus motores durante cuatro ocasiones entre octubre y noviembre de 2015, hasta alcanzar el rumbo y la velocidad deseadas, posteriormente la nave será puesta en configuración de hibernación, hasta que en Septiembre de 2017 la "despierten" para activar sus sistemas. Se espera que New Horizons llegué a su nuevo destino los primeros días del año 2019.



Rumbo de la sonda New Horizons (en amarillo) y órbita de 2014 MU69 (en rojo).


Comparación de tamaños entre la Tierra y algunos cuerpos del Cinturón de Kuiper (Wikipedia)


Concepción artística del sobrevuelo de New Horizons por 2014 MU69 (NASA).



Durante el 2016 la sonda no estuvo inactiva, ocasionalmente utilizó su cámara LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) para darle un vistazo a media docena de objetos del cinturón de Kuiper (KBO por sus siglas en inglés). Las observaciones tienen el objetivo de comprender mejor las órbitas y propiedades de estos lejanos cuerpos. Como mencionamos más arriba, entre marzo y septiembre de 2017 la nave será puesta en estado de hibernación, hasta que la despierten para reanudar las observaciones de los KBO gracias a la espectacular cámara LORRI.



2014 MU69 se desplaza sobre el fondo estrellado del firmamento, 1110113Y era su antigua designación al ser descubierto (NASA, ESA, SwRI, JHU/APL, New Horizons KBO Search Team).


Para NASA, que New Horizons efectúe un sobrevuelo de 2014 MU69 es uno de los criterios para declarar a la misión como un éxito total. La pasada por Plutón, por muy histórica y emocionante que haya sido, solo era la mitad de la misión.

¿Qué sigue después?...es difícil decirlo. El objetivo primario de la misión era visitar Plutón y si era posible dos cuerpos más del cinturón de Kuiper, pero es probable que solo se pueda visitar 2014 MU69. La razón es que no se han descubierto otros cuerpos que estén a rango de alcance de la sonda. Por supuesto, la nave viaja gracias a la velocidad que le proporcionó el cohete Atlas V al momento del despegue y la maniobra de asistencia gravitatoria con Júpiter, pero si desea rectificar el rumbo necesita encender sus motores, y la sonda solo porta una cantidad limitada de combustible para esta tarea.

El próximo 19 de enero la nave cumplirá 11 años desde que inició su aventura hacia el espacio. Le deseamos el mejor de los éxitos a esta pequeña emisaria de la humanidad. Cuando yo era un niño leía un viejo libro de la editorial Salvat, publicado en 1971, que hablaba del universo y los planetas de nuestro sistema solar. Aún tengo ese libro, viejo y gastado, pero lo atesoro con cariño, y siempre me emociona llegar al apartado en que hablaba de Plutón: entregaba una serie de datos hipotéticos, cerrando el apartado con esta frase:

"Su aspecto real es una incógnita"

¡Cuántas cosas han cambiado desde entonces!

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