Misión China a la Luna

Chang’e 3

Chang’e 3

Información general

Estado: Misión concluida

Aplicación: Sonda lunar

Organismo(s) responsable(s): Agencia Espacial China

Fecha de lanzamiento: 1 de diciembre de 2013, 17:30 UTC¹​

Especificaciones técnicas

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Lunar

Chang’e 3 (Chino simplificado: 嫦娥三号; chino tradicional: 嫦娥三號) es una misión de exploración lunar china, que incorpora un aterrizador y un rover lunar.¹​ El 14 de diciembre de 2013, a las 13:12 UTC, logró un alunizaje controlado, siendo la primera misión china en lograrlo, y el tercer país después de U.R.S.S. y EE.UU. El último alunizaje controlado había ocurrido 37 años atrás: el Luna 24, de la Unión Soviética.²​ La nave toma su nombre de Chang’e, la diosa china de la luna, y es continuación de los orbitadores lunares Chang’e 1 y Chang’e 2, dentro del Programa Chino de Exploración Lunar.

Introducción

El primer orbitador lunar chino, Chang’e 1, fue lanzado desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang el 24 de octubre de 2007³​ y entró en órbita lunar el 5 de noviembre.⁴​

La sonda operó hasta el 1 de marzo de 2009, cuando se impactó intencionadamente en la superficie lunar.⁵​ Los datos recopilados por Chang’e 1 fueron usados para crear un mapa de alta resolución en 3D de toda la superficie lunar, ayudando a la elección del lugar de aterrizaje de Chang’e 3.⁶​⁷​

La sucesora de Chang’e 1, Chang’e 2, fue lanzada el 1 de octubre de 2010 para llevar a cabo investigación desde una órbita lunar a 100 km de altitud, en preparación para el aterrizaje suave de Chang’e 3 en 2013.⁸​ Chang’e 2, aun siendo similar en diseño a Chang’e 1, estaba equipada con instrumentos mejorados con lo que se pudieron tomar imágenes de mayor resolución de la superficie lunar en preparación de la misión Chang’e 3.

Como sus predecesoras, la misión Chang’e 3 se planea como precursora de misiones de exploración robótica de la superficie lunar posteriores, incluyendo una misión de retorno de muestras en 2017.⁹​ Siguiendo estas misiones automáticas, las autoridades chinas prevén realizar un aterrizaje tripulado en torno a 2025.¹⁰​

Desarrollo de la misión

Rover

Artículo principal: Yutu (ver …

La misión Chang’e 3 incorpora un rover lunar, llamado Yutu (Conejo de Jade), diseñado para descolgarse del aterrizador y explorar la superficie lunar de manera independiente. El desarrollo del rover de seis ruedas comenzó en 2002 en el Shanghai Aerospace System Egineering Institute, donde un laboratorio especializado se ha preparado para replicar la superficie lunar.¹¹​¹²​ El ensamblaje del rover, con sus 1,5 metros de alto y sus 120 kg de peso se completó en mayo de 2012. Con una capacidad de carga de aproximadamente 20 kg, el rover está diseñado para transmitir video en tiempo real, excavar y analizar muestras de polvo. Puede navegar por pendientes y tiene sensores automáticos para evitar que colisione con rocas. La energía le viene suministrada por un generador termoeléctrico de radioisótopos, que permite al rover operar durante las noches lunares.¹³​ La duración nominal de la misión es de tres meses.¹⁴​ La parte inferior del rover lleva un radar para medir la profundidad y composición del polvo lunar a lo largo de su ruta.¹⁵​

El rover tuvo problemas en el repliegue de sus paneles solares en su preparación para la hibernación durante la noche lunar que dificultaron la reactivación posterior. Los medios de comunicación chinos, después de varios intentos fracasados de reactivación, dieron por concluida la misión de Yutu,¹⁶​ aunque posteriormente se comunicó la posibilidad de ser recuperado para la misión cuando se tuvieron indicios de que volvía a tener actividad pese a la avería.¹⁷​

Lander

Lugar de alunizaje en el Mare Imbrium.

En marzo de 2012 se dio a conocer que China había comenzado la fabricación del cuerpo y la carga del aterrizador del Chang’e 3, que llevará a cabo estudios de la superficie lunar y del espacio de manera independiente del rover.¹​ El aterrizador pesa 100 kilogramos y tiene siete instrumentos y cámaras. Además de sus tareas científicas, las cámaras también están tomando fotos de la tierra y otros cuerpos celestes. El aterrizador tiene capacidad para operar ininterrumpidamente durante tres meses.⁹​

El aterrizador está equipado con un telescopio astronómico y una cámara de ultravioleta extremo. Es el primer observatorio astronómico basado en la Luna de la historia, y llevará a cabo observaciones continuas de importantes cuerpos celestes para estudiar sus variaciones. La cámara de ultravioleta extremo llevará a cabo un estudio de la capa iónica cercana a la Tierra, para investigar cómo afecta la actividad solar a dicha capa.⁹​

Sitio de alunizaje

Lugar de los diferentes alunizajes.

Los datos de Chang’e 1 y 2 se usaron para seleccionar el lugar de alunizaje de Chang’e 3. El aterrizador tenía previsto alunizar en el Sinus Iridum (bahía de los arco iris), a una latitud de 44º norte.¹⁸​ El Sinus Iridium es una llanura de lava basáltica que forma una extensión al noroeste del Mare Imbrium. Pero por motivos no aclarados alunizó unos kilómetros más al este, en el Mare Imbrium (44.12, -19.51).¹⁹​

Con el alunizaje suave de Chang’e 3, finalizó un periodo de 37 años sin exploración de la superficie lunar, desde la llegada de la sonda Luna 24 de la Unión Soviética en 1976.²​

Toponimia relacionada

Para conmemorar este hecho, la Unión Astronómica Internacional aprobó oficialmente el 5 de octubre de 2015 la inclusión de cuatro nuevos topónimos en la cartografía lunar:

• El lugar de aterrizaje de la sonda, denominado Guang Han Gong.²⁰​
• Tres pequeños cráteres situados junto al lugar de alunizaje de la Chang’e 3: Tai Wei, Tian Shi y Zi Wei.

Información buena, extensa y detallada en:

https://danielmarin.naukas.com/2016/02/01/disponibles-todas-las-imagenes-de-la-sonda-lunar-china-change-3/

http://spaceflight101.com/change/change-3-mission-gallery/

El aterrizador de la misión Chang’e 3 aún transmite desde la Luna

Por @Wicho — 25 de Junio de 2018

Aunque la Administración Espacial Nacional China (CNSA) ya no le hace mucho caso porque está centrada en sus sucesoras el aterrizador de la misión Chang’e-3 aún sigue transmitiendo desde la Luna, cuatro años y medio después de haber aterrizado allí. De hecho le hace tan poco caso que la noticia de que sigue transmitiendo la han dado radioaficionados que han detectado de nuevo su señal.

A las 13:11 UTC del 14 de diciembre de 2013 Chang’e 3 se convertía en la primera misión en llegar a la superficie de nuestro satélite desde que la Luna 24 se posara allí el 19 de agosto de 1976. Chang’e 3 consistía en un aterrizador y en un rover bautizado como Yutu.

Yutu dejó de responder a mediados de 2016 tras haber recorrido tan sólo 114 metros sobre la superficie de la Luna, pues una avería lo dejó parado a principios de 2014. Pero aún sin moverse descubrió un nuevo tipo de roca y capas en la superficie de la Luna. Y nos envió las primeras fotos «frescas» desde la superficie de la Luna desde 1976.

El aterrizador obtiene su energía de un generador térmico de radioisótopos y de paneles solares, así que es posible que siga despertándose durante años después de cada noche lunar –esta que acaba de pasar es la número 57–. Pero de todos modos el único instrumento que quedaba en funcionamiento en 2017 era el telescopio de rayos ultravioleta.

En cualquier caso que el aterrizador siga aún vivo es una muy buena noticia para la CNSA, ya que la misión Chang’e 4, que tiene como objetivo aterrizar en el lado oculto de la Luna, usará el hardware de reserva que se había ensamblado para la misión Chang’e 3. Será la primera misión que aterrice allí.

La misión está encabezada por SASTIND (Administración Estatal de Ciencia, Tecnología e Industria para la Defensa Nacional); el contratista principal de la sonda es CAST (Academia China de Tecnología Espacial) de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC). A su vez, CAST contrató al Instituto de Ingeniería del Sistema Aeroespacial de Shanghai para diseñar y desarrollar la nave espacial. ^{1) 2)}

Chang’e-3 es parte de la segunda fase del programa lunar de China, que incluye orbitar, aterrizar y regresar a la Tierra. Sigue el éxito de las misiones Chang’e-1 y Chang’e-2 en 2007 y 2010, respectivamente.

Figura 1: Representación artística de la nave espacial Chang’e-3 en la luna (crédito de la imagen: CNSA / CLEP)

Nave espacial de Lander:

La sonda lunar Chang’e 3 consta de dos módulos: el LLV (Lunar Soft-Landing Vehicle), simplemente llamado «Lander», y el Lunar Surface Exploration Vehicle (Rover). La masa total de lanzamiento del módulo de aterrizaje y el rover es de aproximadamente 3800 kg. En general, el módulo de aterrizaje tiene una masa seca de 1200 kg y sus patas de aterrizaje crean un tramo de vehículo de 4,76 m. Cuando se encuentra en la superficie, el cuerpo del módulo de aterrizaje descansa a 0,83 m sobre el suelo. El módulo de aterrizaje incluye todo el equipo necesario para volar desde la Tierra a la Luna y realizar un aterrizaje suave en su superficie. Viajando a la luna como pasajero está el pequeño rover con una masa de ~ 120 kg. Tanto el lander como el rover están equipados con una carga útil científica.

Tanto el vehículo de aterrizaje Chang’e-3 como el vehículo de exploración transportan cargas útiles científicas que se utilizarán para estudiar la luna, otras galaxias y estrellas, así como el entorno espacial cercano a la Tierra. Se espera que el módulo de aterrizaje realice una misión científica de al menos un año, mientras que se espera que el rover esté operativo durante tres meses o más para explorar la superficie lunar.

Estos instrumentos son:

RTG (Generador termoeléctrico de radioisótopos): El LLV (Lunar Landing Vehicle) está equipado con un conjunto RTG para suministrar su energía durante el período de operación de un año. El módulo de aterrizaje Chang’e-3 utiliza una combinación de paneles solares y un GPHS-RTG (Fuente de calor de uso general-Generador termoeléctrico de radioisótopos) para cumplir con sus requisitos de energía. Dos paneles solares están instalados en el vehículo para desplegarse en vuelo y después del aterrizaje.

TCS (Subsistema de control térmico): el entorno de la superficie lunar es relativamente duro: los días y las noches tienen una duración de 14 días terrestres y las temperaturas de la superficie varían de –175 ° C durante la noche a más de 100 ° C en el sol. Chang’e 3 utiliza una combinación de sistemas de control térmico activo y pasivo. Las mantas de aislamiento multicapa cubren grandes porciones del vehículo para protegerlo del calentamiento solar excesivo y del enfriamiento cuando se exponen al vacío del espacio durante la noche (Ref. 2). El sistema de control térmico activo consiste en calentadores eléctricos resistivos que se accionan utilizando datos de termostato. La energía del calentador es suministrada por los paneles solares y las baterías durante el día lunar.

Subsistema de propulsión: Se han identificado varios requisitos para el sistema de propulsión del módulo de aterrizaje Chang’e-3. El sistema debe ser operado varias veces en la misión en diferentes entornos, incluida la órbita lunar y la mayor quema de aterrizaje. Para realizar un aterrizaje suave, el sistema de propulsión principal del vehículo debe tener capacidad de aceleración. Además, Chang’e-3 necesita un sistema de propulsión secundario junto con un sistema de control de actitud para pequeñas correcciones de trayectoria y control de actitud del vehículo. Para la maniobra de aterrizaje dinámico, el sistema de control de actitud debe ser de un diseño que permita una respuesta rápida a los comandos de actuación de actitud.

Sistema de aterrizaje: en la secuencia de aterrizaje, el módulo de aterrizaje Chang’e-3 se deja caer desde una altitud de 4 m sobre la superficie lunar, lo que requiere un sistema de aterrizaje amortiguador en el módulo de aterrizaje para crear un aterrizaje bastante suave. El sistema también tiene que soportar la versión móvil que se realiza después del aterrizaje. Se ha seleccionado un diseño de tipo «voladizo» para Chang’e-3. El sistema de aterrizaje utiliza cuatro patas de aterrizaje principales que están equipadas con almohadillas para evitar que se hundan en la superficie.

Sistema de navegación: Chang’e 3 realiza un aterrizaje totalmente autónomo en la superficie lunar sin recibir datos de navegación de la Tierra. Para encontrar con precisión su lugar de aterrizaje y realizar un aterrizaje suave en la superficie, el aterrizador está equipado con varios sistemas de navegación. El vehículo utiliza múltiples fuentes de información de navegación provistas a su computadora principal para deducir datos precisos de altitud y velocidad. Para el descenso final, el módulo de aterrizaje utiliza un GRA (Gamma-Ray Altimeter) que proporciona datos precisos de altitud al vehículo. Este sensor se utiliza para detectar el punto de corte del motor de 4 m sobre la superficie lunar.

Comunicaciones RF: Uso de la transmisión de datos en banda X. Se demostró un transpondedor de espacio profundo de banda X en miniatura en la misión Chang’e-2. El sistema también se utiliza para la misión Chang’e-3.

Foto del rover lunar en una prueba de campo (Ref. 1)

Alojamiento de rover: El rover Chang’e-3 está firmemente sujeto a la cubierta superior del módulo de aterrizaje. Uno de los desafíos del diseño del módulo de aterrizaje fue encontrar una manera de llevar el vehículo a la superficie desde la cubierta superior del módulo de aterrizaje, minimizando la masa total de la nave espacial.

Luego de aterrizar en la Luna, la conexión entre el módulo de aterrizaje y el vehículo de exploración se corta utilizando métodos no especificados. Dos rampas, colocadas en posición vertical en el panel lateral del módulo de aterrizaje, se despliegan en una posición horizontal para que el rover pueda rodar sobre ellas desde la cubierta superior.

Luego, la rampa se baja cuidadosamente con un sistema electromecánico para tocar la superficie y mantener un ángulo dentro de las especificaciones del sistema de movilidad del móvil, de modo que el vehículo pueda rodar la rampa y comenzar su propia misión de exploración de forma segura.

Figura: concepto de los artistas del chino Chang’e 3 lander y rover en la superficie lunar (crédito de la imagen: Instituto de Beijing de Ingeniería de Sistemas de Naves Espaciales)

Lanzamiento: La nave espacial Chang’e-3 se lanzó el 1 de diciembre de 2013 (17:30 UTC) en un vehículo Long March 3B (CZ-3B) desde XSLC (Centro de lanzamiento de satélites Xichang) en la provincia de Sichuan en China. ^{3) 4)}

Figura: Perfil de crucero de la misión Chang’e-3 (crédito de imagen: Instituto de Ingeniería de Sistemas de Naves Espaciales de Beijing, Ref. 18)

Órbita: después de su trayectoria translunar, la nave espacial se colocará en una órbita lunar de 100 km x 100 km.

Después de separarse del módulo de servicio, el vehículo de aterrizaje lunar descenderá a una órbita elíptica de 100 km x 15 km inclinada a 45º. Al alcanzar los 15 km de perigeo, el vehículo encenderá sus propulsores variables para reducir su velocidad, de modo que descienda lentamente a 100 m por encima de la superficie de la luna. El vehículo flotará a esta altitud, moviéndose horizontalmente bajo su propia guía para evitar obstáculos, y luego descenderá lentamente a 4 m sobre el suelo, momento en el que su motor se apagará para caer libremente sobre la superficie lunar. El lugar de aterrizaje será en Sinus Iridum, a una latitud de 44º.

La ESA (Agencia Espacial Europea) ayudó con el rastreo adicional desde antes del aterrizaje hasta varias horas después del aterrizaje usando las estaciones New Norcia y Cebreros en Australia y España.

Estado de la misión:

• 26 de diciembre de 2013: el vehículo lunar y el módulo de aterrizaje de la misión de la sonda lunar Chang’e-3 de China se «dormirán» durante la noche lunar, soportando temperaturas extremadamente bajas en la superficie lunar. Se espera que la noche lunar comience el 26 de diciembre y dure aproximadamente dos semanas. Durante su «reposo», tanto el módulo de aterrizaje como el móvil deberán tolerar temperaturas de -180ºC. ¹²⁾
• El 25 de diciembre de 2013, el LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA estaba en posición de adquirir la imagen (Figura 8), mostrando el módulo de aterrizaje y el rover «Jade Rabbit» de 120 kg en su ubicación cerca de la región Sinus Iridum de la Luna. El ancho de barrido de la imagen NAC (cámara de ángulo estrecho) es de 576 m; el norte esta arriba LRO estaba a unos 150 km del sitio de Chang’e-3 cuando se adquirió la imagen. ¹³⁾

Figura 8: Posiciones del vehículo de aterrizaje Chang’e-3 y Yutu rover detectados por el LROC de la LRO de la NASA el 25 de diciembre de 2013 (crédito de imagen: Universe Today, ASU, NASA)

• 22 de diciembre de 2013: el módulo de aterrizaje lunar Chang’e-3 de China obtuvo la primera vista panorámica de la misión del lugar de toma de contacto en Mare Imbrium. Los funcionarios espaciales chinos ahora han publicado las imágenes de superficie capturadas por la nave nodriza Chang’e-3 el 15 de diciembre, a través de un video de noticias sobre CCTV. ¹⁴⁾

Figura: Parte del primer panorama alrededor del sitio de aterrizaje de Chang’e-3 después de que el Yutu Rover de China llegó a la superficie de la Luna el 15 de diciembre de 2013 (crédito de la imagen: CNSA, CCTV)

• 20 de diciembre de 2013: las coordenadas de aterrizaje exactas de Chang’e-3 fueron 44.1260ºN y 19.5014ºW, ubicadas debajo de la cordillera de Montes Recti y aproximadamente 40 km al sur del cráter de 6 km de diámetro conocido como Laplace F. ¹⁵⁾

Figura: La infografía muestra el proceso del aterrizaje suave en la luna de la sonda lunar china Chang’e-3 el 14 de diciembre de 2013 (crédito de imagen: SASTIND, Xinhua, Zheng Yue)

• El 14 de diciembre de 2013 (20:35 UTC), el primer vehículo lunar de China, Yutu (Conejo de Jade), rodó sobre el suelo de la luna, aproximadamente 7 horas después de que la nave nodriza Chang’e-3 aterrizara sobre las llanuras llenas de lava. de la bahía de arco iris. ^{16) 17) 18) 19)}

Figura: foto del rover Yutu tomada por el módulo de aterrizaje Chang’e-3 en la Luna el 15 de diciembre de 2013 (crédito de imagen: BACC, CAS)

Leyenda de la figura 11: las ruedas del rover dejaron huellas notables de neumáticos mientras avanzaba por el suelo lunar suelto. El módulo de aterrizaje lunar Chang’e-3 y el rover devolvieron retratos de la otra parte de la superficie de la luna, que también mostraba con orgullo la brillante bandera nacional china de color rojo que brillaba sobre el Conejo de Jade cuando se encuentra en la superficie de la Luna. Las imágenes en color se transmitieron en vivo al BACC (Centro de Control Aeroespacial de Beijing), donde el presidente chino Xi Jinping y el primer ministro Li Keqiang vieron la transmisión.

– A pesar de los anuncios previos a la misión sobre un aterrizaje planeado en la «Bahía de Arco Iris» (Sinus Iridum en la nomenclatura latina aprobada de la Luna), la nave espacial se estableció en la región norte del «Mar de las Lluvias» (Mare Imbrium) , el extremo oriental de su caja de aterrizaje designada. Ya sea por diseño o por accidente fortuito, este sitio es en realidad más interesante geológicamente que el destino original de la nave espacial. ²⁰⁾

Figura: Foto de la sonda Chang’e-3 tomada por el rover Yutu en la luna el 15 de diciembre de 2013 (crédito de imagen: BACC, CAS)

• Chang’e-3 aterrizó en la luna el sábado 14 de diciembre de 2013 (13:11:18 UTC), transmitiendo fotogramas de video todo el camino hacia abajo. Esto convierte a China en la tercera nación del mundo en lograr un aterrizaje suave lunar. El aterrizaje, casi dos semanas después del despegue, fue el primero de su tipo desde la misión de la antigua Unión Soviética en 1976. El último aterrizaje lunar suave de la NASA se produjo en 1972, en la misión Apollo 17. ^{21) 22)}

Figura: Foto de la superficie lunar adquirida el 14 de diciembre de 2013 durante el descenso del módulo de aterrizaje; la fotografía fue tomada por la cámara de a bordo de la sonda lunar y se mostró en la pantalla del BACC en Beijing (crédito de imagen: Xinhua) ²³⁾

– La sonda aterrizó en una llanura de 400 km de ancho conocida como «Sinus Iridum», o Bahía de los Arcoiris. Antes de aterrizar en la superficie lunar, la sonda se desaceleró de la periapsis (15 km sobre la superficie lunar), de una velocidad de 1,700 m / sy luego se mantuvo durante aproximadamente 20 segundos, utilizando sensores e imágenes 3D para identificar un área plana. Durante el descenso, la actitud de la sonda se controló mediante 28 pequeños propulsores.

– Los impulsores se desplegaron a unos 100 m por encima de la superficie lunar para guiar suavemente a la nave hacia su posición. El proceso de aterrizaje duró unos 12 minutos.

– Cuatro minutos después de aterrizar, el Chang’e-3 desplegó sus paneles solares para proporcionar energía al aterrizador y al rover.

– Chang’e-3 se basó en el autocontrol para las mediciones de descenso, rango y velocidad, encontrando el punto de aterrizaje adecuado y la caída libre.

• El 10 de diciembre de 2013, Chang’e-3 entró en una órbita más cercana a la luna. Siguiendo los comandos enviados desde BACC, la sonda descendió desde la órbita lunar circular de 100 km a una órbita elíptica con su punto más cercano (periapsis) a unos 15 km de la superficie lunar y la apoapsis a 100 km. ²⁴⁾
• El 6 de diciembre de 2013, la sonda lunar Chang’-3 entró en la órbita lunar. Un ingeniero en el BACC (Centro de Control Aeroespacial de Beijing) ordenó a la sonda lunar Chang’e-3 que dispara sus propulsores de frenado durante 361 segundos, según la agencia de noticias Xinhua de China. La quema crítica del motor colocó a Chang’e-3 en su órbita circular deseada de 100 km de altura sobre la superficie de la luna. ^{25) 26)}
• La misión Chang’e-3 experimentó un vuelo sin problemas hacia la luna, con la nave espacial entrando en una órbita lunar reportada a 210.3 km x 389109.2 km con una inclinación de 28.5º. Se requirieron tres correcciones orbitales: la primera tuvo lugar a las 07:50 UTC del 2 de diciembre, seguida de una segunda a las 08:20 UTC del 3 de diciembre. ²⁷⁾

 

Complemento de sensor del módulo de aterrizaje: (MastCam, cámara de descenso, LUT, EUV)

Los sistemas de control de la carga útil en ambos, el módulo de aterrizaje Chang’e-3 y el Yutu rover, están construidos por el Centro de Tecnología e Ingeniería para la Utilización del Espacio de CAS. ^{28) 29)}

MastCam:

La MastCam fue desarrollada por la IOE (Instituto de Óptica y Electrónica) de CAS (Academia China de Ciencias). Ubicada en la parte superior del mástil del módulo de aterrizaje, la MastCam se utilizará para la adquisición de fotografías ópticas del área de aterrizaje, para estudiar el terreno y las características geológicas de la zona de aterrizaje. La cámara también monitoreará el movimiento del móvil en la superficie lunar con una capacidad de imágenes de múltiples colores.

Cámara de descenso:

La cámara de descenso fue desarrollada por BISME (Instituto de Maquinaria y Electricidad Espacial de Beijing) de CAST (Academia China de Tecnología Espacial). Situada en la parte inferior del módulo de aterrizaje, la cámara de descenso realizará la adquisición de las fotografías ópticas del área de aterrizaje para estudiar el terreno y las características geológicas de la zona de aterrizaje en altitudes entre 4 y 2 km.

Figura: Foto de la cámara de descenso (Crédito de la imagen: CLEP, Ref. 2)

LUT (telescopio ultravioleta de base lunar):

LUT fue desarrollado por NAOC / CAS (Observatorio Nacional de Astronomía de China / Academia China de Ciencias). La LUT hará uso de la ausencia de una atmósfera y la rotación lenta de la luna para observar objetos celestes y áreas del cielo seleccionados en la región ultravioleta cercana. El telescopio se coloca en el lado -Y del módulo de aterrizaje. Sus principales subsistemas son el cuerpo y el bastidor del telescopio, la lente reflectora y el soporte del telescopio, y los sistemas de control y montaje del cable eléctrico. Esta será la primera observación astronómica realizada desde la superficie de otros objetos planetarios durante períodos prolongados. Puede funcionar entre -20 y + 40ºC.

Figura: Foto de los subsistemas LUT: cuerpo del telescopio (izquierda) y plataforma de montaje con cardán de dos ejes (crédito de la imagen: CLEP, Ref. 2)

EUV (Extreme Ultraviolet Imager):

El Instituto de Óptica de Changchun, llamado CIOMP (Mecánica y Física Finas) de CAS, desarrolló el generador de imágenes EUV. Ubicada en la parte superior del módulo de aterrizaje, la EUV proporcionará imágenes de la ionosfera de la Tierra en la región ultravioleta extrema y realizará investigaciones sobre el pronóstico del clima espacial y los estudios de la ionosfera. Puede rastrear la Tierra automáticamente, realizando un monitoreo de imágenes a largo plazo de la radiación ultravioleta extrema dispersa de la ionosfera de la Tierra. La longitud de onda operativa es de 30.4 nm (aproximadamente 1/20 de luz visible) y el FOV (Campo de visión) es de 15º (la región cubre aproximadamente 7.5 diámetros de la Tierra). La EUV puede operar entre -25 y + 75º C y tiene la capacidad de sobrevivir y operar en el entorno térmico altamente variable de la superficie lunar.

El objetivo de la cámara EUV es observar la plasmasfera de la Tierra. La plasmasfera se encuentra dentro de la magnetosfera de la Tierra y consiste en plasma de baja energía (baja temperatura) ubicado sobre la ionosfera. El límite exterior de la plasmasfera, la plasmapause, se caracteriza por una caída repentina en la densidad del plasma en el orden de una magnitud.

Figura: Foto de la cámara de imágenes EUV (crédito de imagen: CLEP, Ref. 2)

El cabezal de la cámara se instala en la cubierta superior del Chang’e-3 mediante un mecanismo de orientación de inclinación y giro. El instrumento utiliza un sistema óptico de membrana múltiple y un detector de fotones EUV como detector. El estudio de la radiación de 30,4 nm de la luna le permite a Chang’e-3 observar la plasmasfera completa, incluida la plasmopausia y las plumas a escala global para examinar su estructura y dinámica. Las imágenes proporcionadas por el generador de imágenes EUV se someten a un algoritmo para crear modelos tridimensionales de la plasmasfera de la Tierra.

Complemento de sensor del móvil (Yutu): (PanCam, GPR, VNIS, APXS)

PanCam:

PanCam fue desarrollado por el Instituto Xian de Óptica y Mecánica de Precisión (OPT) de CAS. Ubicado en el mástil superior de Yutu, el objetivo de las PanCams es adquirir imágenes en 3D de la superficie lunar para estudiar el terreno, las características y estructuras geológicas y los cráteres dentro de la región objetivo. También controlará el estado operativo del módulo de aterrizaje.

Figura: Foto de una PanCam (crédito de imagen: CLEP, Ref. 2)

GPR (Radar de penetración del suelo):

GPR fue desarrollado por el Instituto de Electrónica de CAS. El instrumento está montado en la parte inferior de Yutu. El objetivo del GPR es medir la profundidad del suelo lunar y la distribución estructural del suelo, el magma, los tubos de lava y las capas de roca debajo de la superficie. El GPR presenta dos canales: el canal I funciona a 60 MHz: para explorar las características geológicas de la sub-superficie hasta una resolución de nivel de metro con una profundidad máxima> 100 m; El canal II funciona a 500 MHz: para sondear la profundidad del suelo lunar con una resolución de más de 30 cm hasta una profundidad máxima de> 30 m. La determinación de la estructura de la sub-superficie a estas profundidades permite estudios de la historia geológica y térmica de la luna y evaluaciones de la cantidad de recursos potenciales para la futura exploración lunar.

Figura: Componentes GPR (de izquierda a derecha): transmisor de Canal I y Canal II, y antena de radar (crédito de la imagen: CLEP, Ref. 2)

VNIS (espectrómetro de imágenes VIS / NIR):

VNIS fue desarrollado por SITP / CAS (Instituto de Física Técnica de Shanghai). El objetivo de VNIS es realizar mediciones in situ de la composición y los recursos de la superficie lunar mediante imágenes y espectrometría en las longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas (rango espectral: 0,45-2,4 µm). Ubicada debajo de la plataforma superior del rover, emplea el concepto de espectrometría de luz y ultrasonido sintonizable impulsada por RF, utilizando generadores de ultrasonido de nuevo diseño.

Figura: Vista esquemática del diseño del filtro VNIS AOTF (crédito de la imagen: Analytic Journal, Brimrose)

VNIS es un FOV de 6º x 6º para el espectro visible y un FOV de 3º x 3º para la banda NIR. El instrumento alcanza una resolución espectral inferior a 8 nm para la banda de 450-950 nm, y inferior a 12 nm para la banda de 900-2400 nm, utilizando una frecuencia de RF de 40 a 180 MHz sintonizable continuamente.

Figura: Foto del conjunto VNIS (crédito de la imagen: CLEP, Ref. 2)

APXS (espectrómetro de rayos X de partículas alfa):

APXS fue desarrollado por IHEP (Instituto de Física de Altas Energías) de CAS. El objetivo es medir la composición y distribución de varios elementos en la superficie lunar mediante la observación de los rayos X dispersos del bombardeo de partículas alfa en las rocas. Ubicado en el brazo robótico del rover, APXS es ​​capaz de dispersar partículas activas, determinación in situ de elementos de la superficie lunar, calibración en órbita y funciones de medición de distancia.

Figura: Componentes APXS (de izquierda a derecha): cabezal del sensor, RHU y objetivo de calibración (crédito de la imagen: CLEP, Ref. 2)

Mapa de la ruta de Yutu

Transporte privado a la ISS

SpaceX Dragon

Fotografía de la cápsula Dragon desde la Estación Espacial Internacional.

La SpaceX Dragon es una nave espacial reutilizable, desarrollada por la empresa privada estadounidense SpaceX, capaz de llevar carga a la órbita baja terrestre (LEO). La cápsula tiene la capacidad de acoplarse a los segmentos no rusos de la Estación Espacial Internacional (ISS) y actualmente tiene un contrato con la NASA para reemplazar las operaciones de reabastecimiento y transporte de tripulaciones que antes realizaba la flota de transbordadores.

El 22 de mayo de 2012, la cápsula fue lanzada desde Cabo Cañaveral con destino a la Estación Espacial Internacional, llevando suministros para la tripulación de astronautas. El 28 de octubre de 2012 amerizó en el océano Pacífico, completando exitosamente la primera misión privada de transporte a la ISS de la historia.¹​

Características generales

La Dragon es una cápsula que cuenta con una punta en forma de cono que es expulsada después del despegue y una bodega equipada con paneles solares. Mide 4,4 metros de alto y 3,66 metros de diámetro, aunque su envergadura llega a más de 16 metros con los paneles solares extendidos. Su capacidad máxima de carga es de 3310 kg, entre la bodega y la sección presurizada.²​ Además, la cápsula está protegida por el escudo térmico más resistente del mundo, hecho con un material llamado PICA-X.³​

Misiones

Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX) es una empresa estadounidense de transporte aeroespacial fundada en 2002 por Elon Musk, quien es co-fundador de PayPal, y fundador de Tesla Motors, SolarCity, Hyperloop, The Boring Company y OpenAI.

El primer lanzamiento de un cohete Falcon 9 el 4 de junio de 2010 lanzó la Dragon Spacecraft Qualification Unit, una versión de pruebas de la cápsula Dragon.⁴​⁵​

La NASA financió el lanzamiento de la COTS Demo Flight 1 el 8 de diciembre de 2010 desde Cabo Cañaveral, Florida. La cápsula se separó del cohete aproximadamente 10 minutos después del despegue, reentrando sobre el océano Pacífico.⁶​⁷​ .⁸​

El 22 de mayo de 2012, una segunda cápsula SpaceX Dragon, la COTS Demo Flight 2, fue lanzada desde Cabo Cañaveral con destino a la Estación Espacial Internacional (ISS), llevando suministros para la tripulación de astronautas.⁹​ Al acoplarse exitosamente con la estación, SpaceX se convirtió en la primera empresa privada en la historia en completar una misión de este tipo.¹⁰​ Horas después, el 26 de mayo, los astronautas comenzaron a descargar la cápsula, resaltando el alivio que suponía tener de ese momento en adelante un nuevo vehículo para ese tipo de misiones.¹¹​ El 28 de octubre de 2012, la cápsula amerizó exitosamente sobre el océano Pacífico, cargada en la vuelta con muestras médicas de la tripulación de la ISS.¹​

Especificaciones

Comparación de tamaño de las cápsulas Apolo (izquierda), Orión (centro) y Dragón (derecha)

DragonLab

Las siguientes especificaciones son publicadas por SpaceX para los vuelos no comerciales de NASA, no de ISS, de las cápsulas dragón renovadas, listadas como «DragonLab» en el manifiesto de SpaceX. Las especificaciones para la Carga Dragón contratada por la NASA no fueron incluidas en la hoja de datos de DragonLab 2009.

Buque a presión

10 m3 (350 pies cúbicos) interior presurizado, ambientalmente controlado, volumen de la carga útil.

Entorno a bordo: 10-46 ° C (50-115 ° F); Humedad relativa 25 ~ 75%; Presión de aire de 13,9 ~ 14,9 psia (958,4 ~ 1027 hPa).

Compartimiento del sensor no presurizado (carga útil recuperable)

0,1 m3 (3,5 pies cúbicos) de volumen de carga útil sin presión.

La trampilla del compartimiento del sensor se abre después de la inserción de la órbita para permitir el acceso total del sensor al ambiente del espacio exterior y se cierra antes de que la atmósfera de la Tierra vuelva a entrar.

Tronco sin presurización (no recuperable)

Volumen de carga útil de 14 m3 (490 pies cúbicos) en el tronco de 2,3 m (7 pies 7 pulg.), A popa del escudo térmico del recipiente a presión, con extensión opcional del tronco hasta 4,3 m (14 pies 1 pulg.) De longitud total M3 (1.200 pies cúbicos).

Soporta sensores y aberturas espaciales de hasta 3,5 m (11 pies 6 pulg.) de diámetro.

Sistemas de alimentación, comunicación y mando

Potencia: dos paneles solares con un promedio de 1.500 W, pico de 4.000 W, a 28 y 120 VDC.

Comunicaciones de la nave espacial: estándar comercial RS-422 y E / S de serie militar 1553, además de comunicaciones Ethernet para servicio de carga útil estándar direccionable por IP.

Comando de enlace ascendente: 300 kbps.

Telemetría / enlace descendente de datos: estándar de 300 Mbit/s, telemetría de banda S tolerante a fallos y transmisores de video.

Tolerancia a la radiación

Dragon utiliza un diseño «tolerante a la radiación» en el hardware y el software electrónicos que componen sus computadoras de vuelo. El sistema utiliza tres pares de computadoras, cada una comprobando constantemente las otras, para instanciar un diseño tolerante a fallos. En el caso de un fallo de la radiación o un error suave, uno de los pares realizará un reinicio suave. Incluyendo las seis computadoras que componen las computadoras de vuelo principales, Dragon emplea un total de 18 computadoras de triple-procesador.

Véase también

• Dragón rojo (nave espacial)
• SpaceX

SpaceX: así luce la nueva nave espacial Crew Dragon que irá a la EEI

Elon Musk, fundador de la compañía SpaceX, se encargó de presentarla al mundo mediante su cuenta de Twitter. (Foto: @nova_road)

El fundador de la compañía SpaceX, Elon Musk, ha mostrado a través de las redes sociales una imagen de su nave espacial tripulada Crew Dragon, diseñada para llevar tripulantes a la Estación Espacial Internacional (EEI).

Junto a la instantánea, publicada este lunes en la cuenta de Twitter de Musk, se indica que la Crew Dragon se encuentra en el interior de una cámara anecoica, que absorbe el sonido y simula el ambiente del espacio, para el proceso de pruebas antes de ser enviada a la cámara de vacío de la NASA.

(La nave espacial Crew Dragon de SpaceX mostrada por Elon Musk. Foto: Twitter)

Crew Dragon es una nave espacial completamente autónoma que ha sido desarrollada para llevar hasta 7 astronautas a la EEI y a otros destinos. Está previsto que el primer lanzamiento se efectúe en el segundo semestre del 2018.

Humanoide en el espacio

Robonauta 2

Tras innumerables retrasos y problemas, hoy ha comenzado la última misión del transbordador espacial Discovery (OV-103). La vieja nave ha despegado hoy día 24 de febrero de 2012, a las 21:53 UTC desde la rampa 39A del Centro Espacial Kennedy en su 39ª y última misión, la STS-133 (ULF-5).

El Discovery también lleva un su interior el Robonaut 2 (R2), la primera máquina humanoide en el espacio. El R2, de 150 kg, viaja en el PMM, pero será probado inicialmente dentro del módulo laboratorio Destiny. El objetivo principal de este robot será probar la utilidad de los robots en el entorno de trabajo de la ISS.

Casi 200 personas de 15 países han visitado la Estación Espacial Internacional, pero, hasta ahora, la órbita sólo contó con humanos como miembros de la tripulación.

R2 está más que listo, tanto que subirá antes que sus piernas, las cuales lo seguirán en un próximo lanzamiento.

https://danielmarin.naukas.com/2011/02/24/el-ultimo-vuelo-del-discovery-sts-133/

Robonauta 2, la última generación de los ayudantes robonautas para los astronautas lanzó hacia la Estación Espacial a bordo del trasbordador espacial Discovery, en la misión STS-133. Robonauta 2 es el primer robot humanoide en el espacio. A pesar de que su trabajo principal por ahora es enseñarles a los ingenieros cuán hábilmente se comportan los robots en el espacio, se espera que mediante mejoras y avances algún día el Robonauta 2 salga fuera de la estación para ayudar a efectuar reparaciones, a agregar complementos en la estación o a llevar a cabo labores científicas.

R2, cómo nombran al robot, lanzó dentro del Módulo Multipropósito Permanente Leonardo, que se abasteció con equipos y suministros para la estación y luego se instalará en forma permanente en el nodo Unity. Una vez que R2 desempaque -probablemente varios meses después de su llegada- en principio se operará dentro del laboratorio Destiny en las pruebas operativas. Pero, con el tiempo, tanto su territorio como sus aplicaciones podrían expandirse. No hay planes de que el R2 regrese a la Tierra.

Esperando para el despegue, R2 contempla el Edificio de Ensamblaje de Vehículos, en el Centro Espacial Kennedy. Crédito de la fotografía: Joe Bibby.

«Las piernas del robot no están listas aún», dice Rob Ambrose, del Centro Espacial Johnson, de la NASA. «Todavía las estamos poniendo a prueba. Pero R2 tendrá mucho para hacer mientras espera por sus extremidades inferiores».

«A la larga, este robot se convertirá en la mano derecha de la tripulación de la estación espacial». (Ambrose dice que R2 no tiene género; no es ni masculino ni femenino.)

Gracias a sus piernas y a otras mejoras que se le realizarán, su futuro es muy prometedor. De hecho, el objetivo final para R2 es que ayude a los astronautas en las actividades extra-vehiculares (EVA, por su sigla en idioma inglés). Pero primero, como si fuera un estudiante de la escuela, el robot debe avanzar poco a poco a medida que se le añadan nuevos elementos (como las piernas) y adquiera nuevas habilidades.

«Para sus primeras sesiones de entrenamiento, R2 será colocado en un pedestal fijo para sus lecciones en un panel de tareas. El panel contiene interruptores, perillas y conectores como los que operan los astronautas, y la tripulación diseñará tareas para que R2 domine».

Una vez que le añadan las piernas, el aprendiz será capaz de moverse dentro de la estación, limpiando los pasamanos, aspirando los filtros de aire y haciendo otras tareas de rutina para la tripulación.

«Al igual que la mayoría de nosotros aquí en la Tierra, los astronautas de la estación espacial pasan la mañana del sábado haciendo limpieza. Las piernas de R2 le devolverán a la tripulación las mañanas del sábado. Todo esto se trata de hacer un uso eficiente del tiempo de los astronautas. No tienen que perder el tiempo haciendo cosas que R2 puede hacer».

Las piernas tienen dedos especiales que se incrustan en las paredes de la estación espacial de manera tal que R2 puede aprender a trepar sin usar sus manos. «Las manos deben estar libres para que pueda llevar materiales de limpieza y herramientas», explica Ambrose. «Recuerden que los robots no tiene bolsillos para guardar cosas».

Pero hay otro motivo para las lecciones destinadas a que el robot aprenda a trepar. R2 debe convertirse en un experto «hombre araña sin manos» antes de graduarse para su tarea más crítica: llevar a cabo las EVA.

«R2 primero practicará adentro; de este modo, si se cae, un astronauta lo puede levantar para que lo vuela a intentar. Si R2 da un mal paso afuera, podría terminar colgando de la soga, imposibilitado en el espacio exterior.»

Una vez que el robot logre trepar adecuadamente, una computadora actualizada con un software mejorado será enviada a la estación. La tripulación la intercambiará con la que ahora R2 tiene en su pecho. El equipo en tierra está también trabajando en la batería de R2. Por el momento, el humanoide tiene que ser conectado como si fuera una modesta tostadora de pan.

«Queremos darle a R2 cada vez más y más libertad, de manera tal que vayamos eliminando la necesidad de utilizar cuerdas y cables».

Robonauta 2 escribe mensajes a través de Twitter en: twitter.com/AstroRobonaut.

Después de todas estas mejoras, el robot será capaz de montar lugares de trabajo para llevar a cabo las EVA. R2 incluso tiene «ojos» (dos cámaras de video que le proporcionan una visión tridimensional) para ver un lugar de trabajo externo antes de que la tripulación salga a realizar una tarea.

«Si la tripulación ve la necesidad de contar con algunas herramientas o de ‘ajustar con precisión’ la estación de trabajo, podrá dar indicaciones a R2 para que haga los cambios y que todo quede tal y como lo deseen. Es como si fuera una enfermera para un cirujano. La tripulación podrá entonces venir y llevar a cabo el trabajo rápidamente, y realizar múltiples tareas en un tiempo menor».

Y en el caso de una emergencia, R2 podría ser el primero en prestar auxilio.

«Puede ir afuera rápidamente y revisar el problema. Los astronautas tienen que colocarse el traje y luego despresurizarse en la cámara de aire durante horas antes de poder salir».

Mientras se está despresurizando, la tripulación puede visualizar el problema a través de los «ojos» de R2 y determinar la manera y las herramientas que necesitarán para resolver la emergencia.

«Además, R2 puede estar afuera trabajando tanto tiempo como sea necesario, mientras que los seres humanos solamente pueden permanecer allí por tiempo limitado».

¿Qué otras aventuras le aguardan a R2?

«Hay muchas posibilidades para el futuro», dice Ambrose. «Por ejemplo, podríamos colocarle ruedas de manera tal que R2 podría explorar un potencial lugar de aterrizaje en un planeta o en un asteroide o podría instalar un lugar de trabajo o un hábitat allí. ¡Algún día incluso se le podría colocar un sistema de propulsión a chorro a R2! Pero tenemos que gatear antes de poder volar».

Más información

Créditos: R2 fue desarrollado conjuntamente por la NASA y la compañia General Motors.

Portal de Robonauta 2 en Internet –en el Centro Espacial Johnson.

La NASA tiene grandes planes para un robot humanoide –Ciencia@NASA

El primer robot antropomorfo a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), el Robonauta 2 de la NASA, pasó con éxito las primeras pruebas de sus sistemas y de sus “ojos”, informa el blog oficial del robot en Twitter.

Durante la primera etapa de las pruebas, el astronauta de la NASA Michael Fossum puso en marcha al Robonauta 2 que después recibió los primeros comandos de la Tierra y abrió los “ojos”, es decir activó las cámaras. Lo primero que “vio” fueron los cables y los interruptores en la pared del módulo de la ISS.

“Quiero mirar alrededor”, dice el robot en su Twitter.

Durante la siguiente etapa de pruebas, prevista para el 1 de septiembre, el Robonauta 2 intentará hacer unos movimientos.

Robonauta 2 (R2), de 140 kilogramos, tiene la “cabeza”, el “cuerpo” y dos “manos” con “dedos” flexibles. Primero, trabajará en el módulo estadounidense Destiny, pero los especialistas esperan que con el tiempo pueda salir al espacio abierto para realizar tareas rutinarias o demasiado peligrosas junto con los astronautas.

El R2, transportado a la ISS el 26 de febrero por el transbordador espacial “Discovery”, tiene un “gemelo” en la Tierra, el robot R2A.

Características generales de Robonaut 2

El robonauta en cuestión, Robonaut-2, es un androide ciertamente antropomorfo con habilidades sorprendentes, es el primer robot que ejercerá funciones de técnico para reparar desperfectos en la Estación, como el Robonauta 1, es capaz de manejar un amplio espectro de instrumentos e interfaces, estas son algunas de sus caracteristicas:

• Mide casi dos metros de alto
• Pesa 136 kilos (300 libras)
• Vale unos $2,5 millones …
• Realizado con fibra de carbono niquelado y aluminio
• Brazos extensibles
• Manos con movilidad rotatoria y sus cinco dedos tienen capacidad para agarrar 2,5 kilos cada uno. Su cabeza es un casco dorado con un cristal ..

El diseño cuenta con cabeza, torso y dos brazos y puede usar las mismas herramientas y trabajar en los mismos entornos peligrosos que los astronautas. Actualmente hay cuatro robonautas, en desarrollo. Esto permite estudiar diferentes tipos de movilidades, métodos de control y aplicaciones en las que se pudan utilizar dichas maquinas; una de las novedades que se estan estudiando y que forman parte de un reciente proyecto de investigación es aquel en el que se le enseñan procedimientos médicos básicos a este robot para que pueda ejercer de médico en futuras misiones espaciales. Robonaut 2 está aprendiendo medicina para actuar de medico o enfermero de su tripulación.

R-2, de momento, es sólo medio astronauta, o medio robot: una cabeza, con un torso, dos brazos y dos manos, con un peso total de unos 150 kilos. El plan es llevarlo al espacio en el transbordador Discovery. El robot es un desarrollo tecnológico de la NASA y General Motors que puede utilizarse no sólo en el entorno espacial sino también en la Tierra, para múltiples tareas industriales. «Es un ejemplo de una futura generación de robots espaciales y terrestres, no para sustituir a los humanos sino para acompañarlos y realizar trabajos clave de apoyo», ha dicho John Olson, director del Departamento de Integración de Sistemas de Exploración. «El potencial combinado de humanos y robots es una demostración perfecta de que dos y dos pueden sumar mucho más que cuatro».

El plan inmediato para R-2 es realizar, dentro de la ISS, pruebas en condiciones de microgravedad y radiación para probar su funcionamiento en el espacio, explica la NASA. Las operaciones permitirán, además, ensayar el trabajo del robot codo con codo con los astronautas. A medida que los ensayos avancen, los astronautas de la base orbital recibirán software actualizado del humanoide que le permitirá ir realizando.

De momento, el Robonauta 2 está pasando el entrenamiento debido previo a su vuelo espacial, con pruebas de vibración y radiación incluidas. Será el primer astronauta mecánico con forma más o menos humana en la ISS.

La NASA Y Chevrolet crean el ‘Robonauta 2’

El robot está diseñado para ayudar a los astronautas además de crear coches y espacios de trabajo más seguros.

La colaboración entre la NASA y el fabricante de coches GM/Chevrolet ha creado ‘Robonauta 2’, más conocido como R2, que se ha diseñado para ayudar a los astronautas de la Estación Espacial Internacional con tareas cotidianas, al tiempo que ayuda a Chevrolet a desarrollar sofisticadas tecnologías de control, sensores y visión pensadas para crear coches y lugares de trabajo más seguros.

«Nos pellizcamos todos los días que dedicamos a esto y tenemos la sensación de que vivimos en un momento asombroso en el que estamos cambiando el mundo con los robots de una forma más natural. La tecnología robótica de vanguardia es muy prometedora, y no sólo para GM/Chevrolet y la NASA. El programa R2 nos ofrece la posibilidad de desarrollar una amplia gama de aplicaciones prácticas para la tecnología», señala Marty Linn, Ingeniero Jefe de Robótica de GM/Chevrolet.

El programa R2 también es pionero en la investigación del futuro diseño de miembros protésicos y exoesqueletos para militares heridos del mundo entero o personas con movilidad limitada, posiblemente empleando sensores avanzados similares a los utilizados en los sistemas de aparcamiento marcha atrás. Los ingenieros también están buscando formas de ayudar a los trabajadores de cadenas de montaje que tienen que levantar grandes pesos.

El despegue

Cuando el transbordador Endeavour despegó de Cabo Cañaveral el pasado viernes; llevaba a bordo un paquete vital para R2 —que convive con los astronautas en la ISS desde febrero de este año— que le ayudará a iniciar su programa de experimentos en gravedad cero en el espacio.

El robot, que viajó a la ISS en la misión STS133 del transbordador espacial Discovery, ha sido desembalado y empezará a funcionar en las próximas semanas. Realizará un conjunto de tareas especialmente diseñado —relacionado con cables, conectores, enchufes y otros objetos menos rígidos, como bolsas y prendas que agarrar— para que los ingenieros puedan calibrar y perfeccionar los sistemas de sensores y control.

Finalmente comenzaron las tareas de ensamble y activación de R2. Este compañero robot de la tripulación de la ISS realizará tareas de alto riesgo para los astronautas durante su estadía en el espacio.

El robot astronauta de la NASA y General Motors finalmente comenzó a interactuar con sus compañeros en la Estación Espacial Internacional. Luego de casi un año de llegado y seis meses de estar inactivo, un regaño por parte del presidente Barack Obama a la tripulación por no haberlo desempacado y retrasos varios en el despegue del transbordador que lo llevaría a la ISS, Robonaut2 se presentó oficialmente y estrechó la mano del comandante Dan Burbank.

R2 (como se lo conoce amistosamente) estuvo sometido a diversas pruebas de rendimiento, en especial, las relacionadas con su funcionamiento en un ambiente con atmósfera cero y los primeros ejercicios relacionados con calibración de sus cámaras. Luego del firme apretón de manos con el comandante, R2 saludó con un “Hello World” en lenguaje de signos.

El objetivo es que de aquí en adelante R2 se ocupe de tareas que podrían ser riesgosas para sus compañeros humanos, pero no deja de ser auspicioso que ya pueda participar de trabajos en la ISS a pesar de que aún no tiene piernas.

Sus piernas estarían llegando en 2013 con lo que se completaría la configuración de este primer robonauta en el espacio. Siempre y cuando R2 no esté tuiteando desde su cuenta personal, facilitará el trabajo de sus compañeros así como también podrá mostrar que tan probable sea que en el futuro, robots como él puedan viajar más allá de los límites de la resistencia humana.

Link: Robonaut performs first human-robot handshake in space (The Verge)

El ‘robonauta’ de la EEI ya puede caminar

Publicado: 22 abr 2014 09:03 GMT

Robonaut 2, el primer robot astronauta de la Estación Espacial Internacional, ya cuenta con un par de piernas que le dotarán de una mayor autonomía.

El robot, apodado R2, lleva ya tres años trabajando a bordo de la EEI. Las piernas de R2, que hasta ahora se componía únicamente de un torso, llegaron a la estación espacial el pasado Domingo de Resurrección a bordo de Dragón, la nave creada por SpaceX.

Gracias a sus extremidades inferiores, R2 podrá ayudar a los tripulantes de la EEI en sus actividades rutinarias, permtiendo que se concentren en las tareas más importantes.

Gracias a sus piernas, que miden 1,2 metros cada una, R2 tendrá la altura total de unos 2 metros y medio. Las nuevas extremidades «se ven un poco raras», comenta Robert Ambrose, del Centro Espacial Johnson de la NASA, ya que tienen 7 junturas y además constan de dispositivos, incluso cámaras, en los pies. «Imagínense unas patas de mono que tengan ojos», comenta Ambrose. «Yo, personalmente, espero que mis piernas nunca se doblen en tales ángulos, pero R2 no tiene problema con ello», añadió.

Las piernas del ‘robonauta’ han costado al menos 14 millones de dólares, 8 de los cuales se destinaron a su fabricación y el resto a ensayos y preparación del envío.

R2 no es el único robot ‘humanoide’ en la EEI. Desde el otoño del año pasado allí se encuentra el robot japonés Kirobo, que puede hablar con los astronautas y por medio del cual los científicos japoneses estudian la comunicación entre los humanos y los robots. Por el momento Kirobo habla solo en japonés.

Por primera vez el robonauta R2 estrecha la mano de un astronauta en la ISS

16 Febrero 2012

La Dragon CRS-14 vuelve a la Tierra

La nave de carga Dragon CRS-14 regresó a la Tierra el 5 de mayo de 2018, varios días más tarde de lo previsto debido a la mala meteorología. Amerizó sin problemas en el océano Pacífico, frente a la costa californiana, a las 19:00 UTC, concluyendo así su misión de 31 días unida a la estación espacial internacional.

 Los astronautas del complejo orbital habían supervisado su separación, a las13:23 UTC y controlada desde tierra, desde el brazo robótico Canadarm-2. Cargada con resultados de experimentos, la cápsula fue recuperada y situada a bordo de un barco para su transporte a Long Beach, donde sus contenidos serían extraídos y devueltos a la NASA.

La nave retornó a casa casi 2 toneladas de resultados y muestras experimentales. También se hallaba a bordo el robot Robonauta-2, cuyos recientes problemas recomendaron su envío a la Tierra para su reparación. Podría volver a ser lanzado dentro de un año. La Dragon había despegado el 2 de abril con suministros para la estación internacional. La próxima (CRS-15), despegará, si todo va bien, el 28 de junio.

 

Vela solar

IKAROS

Representación artística de la vela solar IKAROS.

IKAROS es una sonda espacial experimental, impulsada parcialmente mediante una vela solar. Fue lanzada por la agencia espacial japonesa JAXA el 20 de mayo de 2010 junto a la sonda PLANET-C. El destino de ambas sondas es el planeta Venus. IKAROS es la primera sonda interplanetaria que se impulsa con una vela solar.¹​

El nombre «IKAROS» pretende ser un acrónimo de «Kite-Accelerated Interplanetary spacecraft by Radiation from the Sun»,²​ cuya traducción aproximada podría ser «Nave-Vela Interplanetaria Acelerada por la Radiación del Sol».³​ Aunque también hace referencia a Ícaro, el personaje mitológico que intentó volar hasta el Sol.

Para verificar el correcto despliegue de la vela solar, la sonda contaba con dos pequeñas subsondas llamdas DCAM1 y DCAM2 que cuentan con una cámara, utilizadas para fotografiar el despliegue de las velas y que se compruebe si lo hicieron correctamente.⁴​

Características

La sonda, construida por Mitsubishi Heavy Industries Ltd.,⁵​ está impulsada por una vela cuadrada de 20 m de lado, que incorpora unas células solares para generar la energía necesaria para los equipos.²​

La vela tiene 20 m de lado, y un espesor de 32.5 micras.⁵​ Su diseño, denominado «thin-film solar», por su capacidad para generar energía eléctrica además de captar impulso,⁵​ pretende sustituir a los paneles solares espaciales en el futuro. Las velas se desplegarán por fuerza centrífuga, aprovechando la rotación de la nave, mediante la liberación de unos pesos en los extremos de las láminas.³​

La sonda ha costado 1.500 millones de yenes⁶​ (unos 13 millones de €)

Misión

Su lanzamiento se produjo el 20 de mayo de 2010, desde el Complejo de lanzamiento Yoshinobu del Centro Espacial de Tanegashima, mediante un cohete H-IIA.⁷​

La sonda viajó a Venus, siendo la primera sonda impulsada parcialmente mediante esta tecnología.³​ Se pretende que esta prueba permita demostrar la viabilidad de un motor híbrido, que combine el impulso de la vela solar con el motor de iones, generados mediante la energía captada por finos paneles solares insertados en la propia vela.³​

El 8 de diciembre de 2010, IKAROS pasó a 80.000 km de Venus.⁸​⁹​¹⁰​¹¹​

Apariciones en otros medios

La sonda hizo un cameo en un episodio del anime Sora no Otoshimono en el ending 6 de la segunda temporada, encontrándose irónicamente con otro personaje basado en el ser mitológico Ícaro.

Un modelo a escala 1:64 de la nave espacial IKAROS.

Operator               JAXA^[1][2][3][4]

COSPAR ID         2010-020E

SATCAT no.        36577

Website                  global.jaxa.jp/projects/sat/ikaros

Mission duration  ~0.5 years, elapsed: 8 years, 6 months and 19 days

Spacecraft properties

Launch mass         315 kg (694 lb)

Dimensions            Solar sail: 14 m × 14 m (46 ft × 46 ft) (area: 196 m² (2,110 sq ft))^[5]

Start of mission

Launch date          21:58:22, 20 May 2010 (UTC)

Rocket                   H-IIA 202

Launch site           Tanegashima, LA-Y

End of mission

Last contact          23 April 2015

Orbital parameters

Reference system  Heliocentric orbit

Flyby of Venus

Closest approach  8 December 2010

Distance                 80,800 kilometers (50,200 mi)

Diagrama esquemático de la vela IKAROS:

(cuadrado azul en una línea) Masa de la punta 0.5 kg (1.1 lb), 1 de 4.
(Rectángulo naranja) Dispositivo de cristal líquido, 1 de 80.
(cuadrado azul) Membrana de 7.5 μm (0.00030 pulg.) de espesor, 20 metros (66 pies) en diagonal.
(rectángulo negro) Células solares de 25 μm (0.00098 in) de espesor.
(líneas amarillas y azules) Tethers.
(disco azul) Cuerpo principal.
(puntos amarillos) Instrumentos.

IKAROS funciona

La sonda japonesa IKAROS (Small Power Solar Sail Demonstrator) sigue viento solar en popa a toda vela, aunque no es el flujo de partículas cargadas procedente del Sol lo que impulsa a la nave, sino la presión de radiación. El caso es que la JAXA ha confirmado el impulso generado por la luz en la vela. Cierto es que estamos hablando de una fuerza casi despreciable, de sólo 1,12 mN, pero no olvidemos que actúa continuamente sobre la nave, lo que permitirá realizar maniobras de elevada Delta V.

Una magnífica noticia para la JAXA, que ahora deberá utilizar los paneles de cristal líquido de la vela para maniobrar la sonda jugando con el par de fuerzas que se crea al cambiar la reflectividad de la superficie. La sonda IKAROS (イカロス) es la primera vela solar interplanetaria de la historia.

Gráfica que relaciona el porcentaje de luz solar reflejada por la vela (eje X) con la eficiencia de la misma según la sección aparente de la vela. Los datos corresponden a partir del 9 de junio. El cuadro rosa corresponde a la predicción antes de la misión (JAXA).

IKAROS en el espacio interplanetario rumbo a Venus (JAXA).

Cómo maniobrar en el espacio con la presión de radiación de la luz (JAXA).

Detalles de la vela solar, incluyendo los paneles solares flexibles y el control de actitud por LCD (JAXA).

IKAROS desplegada

Ahora sí. Después de varios días de incertidumbre y cierta opacidad informativa, la agencia espacial japonesa JAXA confirma el despliegue exitoso de la vela solar IKAROS (イカロス). La maniobra de despliegue comenzó el pasado día tres de junio y sufrió algunos retrasos debidos a ciertas complicaciones técnicas que aún no están del todo claras. Ayer día diez se completó la operación con la sonda situada a 7,7 millones de kilómetros de la Tierra en una órbita con rumbo a Venus. IKAROS fue lanzada el pasado 21 de mayo junto con la sonda Akatsuki.

Para desplegar la vela, la nave giró primero a cinco revoluciones por minuto para que se pudiesen separar cuatro contrapesos de 0,5 kg cada uno encargados de “tirar” de la lámina. Debido a la conservación del momento angular, la rotación de la sonda se fue frenando con el despliegue hasta alcanzar las 2 rpm, momento en el que entraron en acción los impulsores de la nave para asegurar un giro de 25 rpm. En las fases finales de la operación, la velocidad de la sonda alcanzó las 5-6 rpm, momento en el cual tuvo lugar el despliegue total de la vela.

A partir de ahora, comienza la fase más importante de la misión -de seis meses de duración- en la que se verificará el funcionamiento de los paneles solares flexibles de la vela y el ingenioso sistema de control de actitud mediante LCD. Gracias a este mecanismo, al oscurecer las pantallas de cristal líquido se podrá modificar el empuje proporcionado por la presión de radiación de la luz solar en los extremos de la membrana, generando un par de fuerzas que permita maniobrar la vela.

Debemos recordar que, pese a su nombre, la vela solar no basa su funcionamiento en la acción del viento solar, sino en la presión de la luz. Cambiando el ángulo de la vela respecto a la dirección de avance en su órbita, IKAROS puede cambiar sus parámetros orbitales sin necesidad de usar propulsión química.

IKAROS se convierte así en la primera vela solar interplanetaria y en la pionera de una nueva generación de sondas que podría revolucionar el estudio del Sistema Solar interior. ¡Felicidades, JAXA!

Método de despliegue de la vela IKAROS (JAXA).

Comienzo del despliegue visto por una de las cámaras a bordo de IKAROS (arriba). Campo de visión de la cámara (abajo) (JAXA).

Despliegue finalizado (JAXA).

Datos técnicos de IKAROS (JAXA).

Historia

Representación de la NanoSail-D, desplegada con éxito por la NASA en enero de 2011.

El efecto de la presión solar fue señalado por vez primera en el siglo XVII por el astrónomo Johannes Kepler, al observar que la cola de los cometas siempre apuntaba en la dirección opuesta al Sol, deduciendo que éste debía generar algún tipo de fuerza de repulsión.⁷​ Tal fuerza fue calculada en 1873 por James C. Maxwell³​ en su teoría del electromagnetismo, según la cual, la luz debía ejercer una presión sobre los objetos. Esta predicción fue confirmada experimentalmente en 1899 por Piotr Lébedev.⁸​

Fue el propio Kepler el primero en sugerir la idea de diseñar naves espaciales para aprovechar esta energía,³​ pero hubo que esperar hasta el siglo XX para que la comunidad científica retomase el concepto de vela solar. Los primeros en hacerlo fueron soviéticos,⁹​ concretamente el físico ruso Konstantín Tsiolkovski, y en especial el ingeniero lituano Friedrich Zander, que ya en 1924 estudió la posibilidad de realizar viajes interplanetarios mediante velas solares.⁹​ El concepto se fue refinando gradualmente durante las siguientes décadas, y en 1951 se publicó el primer artículo técnico sobre velas solares: «Clipper Ships of Space» (veleros del espacio), firmado bajo seudónimo por el ingeniero aeronáutico Carl A. Wiley.⁹​ Transcurrirían todavía 7 años más hasta que un trabajo sobre velas solares apareciese en una revista científica, lo que sucedió finalmente en 1958 en la revista «Jet Propulsion». El artículo fue escrito por el Dr. Richard Gamin, consultor del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.⁹​ A mediados de los años 60 la NASA empezó a investigar en el campo de las velas solares,⁹​ y desde entonces el avance tecnológico y la aparición de materiales ultraligeros como el PET de orientación biaxial (boPET) han reavivado el interés por esta tecnología.

En 1960 la presión solar demostró por primera vez su influencia real sobre los objetos en el espacio «jugando al fútbol»³​ con el satélite Echo 1: un gran globo metalizado de gran área y poco peso al que empujó hasta destrozar su fina tela, dispersando los restos por el espacio.¹⁰​

En 1974, el objetivo de la sonda Mariner 10 corría peligro por la falta de propelente. Como medida desesperada, se decidió direccionar adecuadamente los paneles solares para que sean utilizados a manera de vela solar, lo que proporcionaría el empuje necesario para reemplazar algunas de las maniobras que requerirían gasto adicional de propelente.¹¹​ De esta manera, aunque en forma accidental, se utilizó por primera vez la presión de la luz (en las cercanías del sol) a manera de vela solar, lo que en este caso produjo que se salvara la continuidad de los objetivos de la misión.¹¹​ Después de 30 años de esta experiencia, para la sonda MESSENGER se planificó utilizar la presión de la luz solar como empuje para el frenado y posterior captura de Mercurio, de forma que pudiese entrar en órbita. Se realizaron esas maniobras según lo planificado, utilizando los paneles solares a manera de vela solar.¹²​ Sin este apoyo, además de las asistencias gravitatorias, se hubiese necesitado una cantidad muchísimo mayor de propelente, lo que hubiese subido el costo más allá del presupuesto.¹²​

Lanzamientos orbitales

Despliegue

El 4 de febrero de 1993, la Agencia Espacial Rusa consiguió desplegar con éxito desde la estación MIR el Znamya 2, un reflector de boPET aluminizado de 20 metros de anchura. No obstante, el experimento sólo consistió en probar el despliegue, y no la propulsión, por lo que el reflector, incapaz de controlar su dirección, se quemó en la atmósfera. Un segundo ensayo posterior, denominado Znamaya 2.5, finalizó en fracaso, y en 1999 la agencia rusa abandonó el programa.³​

Más recientemente, el 9 de agosto de 2004 la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial desplegó con éxito dos prototipos de vela solar desde un cohete: una vela con forma de trébol a 122 km de altura, y una desplegada en abanico a 169 km. Ambas velas utilizaron una lámina de 7,5 micras de espesor. Al igual que en el caso ruso, el experimento fue sólo un ensayo de despliegue, y no una prueba de propulsión.²​

El 21 de febrero de 2006, la JAXA lanzó en un cohete Mu-5, juntamente con el satélite ASTRO-F, una vela solar de 15 metros de diámetro llamada SSSat 1 (Solarsail Subpayload Satellite) o SPP, que sólo se desplegó parcialmente.¹⁶​ El 22 de septiembre de 2006, de nuevo la JAXA lanzó, juntamente con el satélite SOLAR-B, una vela solar gemela de la anterior, la SSSat 2, con los mismos resultados negativos.¹⁶​ Posteriormente, el 20 de mayo de 2010,¹⁷​ lanzó juntamente con el satélite PLANET-C una nueva vela, de 20 m de diámetro,¹⁸​ ¹⁹​ llamada IKAROS, que se desplegó correctamente.

En enero de 2011 la NASA consiguió por primera vez desplegar con éxito una vela solar en órbita con el segundo minisatélite NanoSail-D,²⁰​ también denominado «NanoSail-D2».

Satélite a planeta eneno Ceres y asteroide Vesta

Dawn (sonda espacial)

Representación artística de la sonda Dawn

Información general

Organización: NASA

Estado: Activo

Fecha de lanzamiento: 27 de septiembre de 2007

Aplicación: Sonda de asteroides

Configuración: Cilíndrica

Masa: 1237 Kg

Propulsión: Iónica

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Heliocéntrica

Dawn es una sonda espacial lanzada por la NASA y dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, Estados Unidos), cuya finalidad es examinar el planeta enano Ceres y el asteroide Vesta, localizados en el cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter. Fue lanzada el 27 de septiembre de 2007, exploró Vesta entre 2011 y 2012 y se encuentra orbitando Ceres desde 2015. En octubre de 2017, la NASA anunció que la misión sería extendida hasta agotar el combustible de la sonda, posiblemente en la segunda mitad de 2018.¹​

La misión Dawn

Trayectoria prevista inicialmente para la sonda Dawn.

Los paneles solares fotovoltaicos de la sonda Dawn completamente extendidos, durante la fase de ensamblaje de la nave.

Observaciones desde la Tierra de los dos cuerpos objeto de estudio por parte de la sonda, indican que tienen una composición bastante diferente uno del otro y que permanecen intactos desde su formación 4600 millones de años atrás.

La nave espacial Dawn interceptó y orbitó el asteroide Vesta durante ocho meses. Actualmente la sonda se encuentra en órbita de Ceres.

La sonda Dawn es la primera sonda espacial estadounidense propulsada por un propulsor de iones, considerado el más avanzado y eficiente sistema de propulsión en el espacio.

La nave

La nave espacial Dawn tiene forma de caja (1,64 x 1,27 x 1,77 m) hecha de aluminio y grafito compuesto con un peso seco de 747,1 kg y una masa de lanzamiento de combustible 1217,7 kg. El núcleo de la nave es un cilindro de grafito compuesto, con la hidracina y los tanques de titanio montado en el interior del xenón. El montaje, el acceso, y otros grupos son núcleo del aluminio con caras de aluminio. Dos alas de paneles fotovoltaicos con una superficie de 19,7 m están montados en los lados opuestos de la nave. Una antena parabólica de alta ganancia de 1,52 m está montada en el frente de la nave en el mismo plano que los paneles solares. Tres antenas de baja ganancia también están montadas en la nave espacial. Un brazo largo de 5 m lleva el magnetómetro desde el panel superior de la nave. También, en la parte superior lleva los instrumentos científicos (La cámara, el espectrómetro de cartografía, altímetro láser, rastreadores de estrellas, un espectrómetro de rayos Gamma y otro de neutrones).

La nave es alimentada mediante energía solar fotovoltaica. Dos paneles solares de 2,3 x 8,3, con células de triple unión InGaP / InGaAs / Ge, proporcionan 10 000 W a una distancia de 150 millones de kilómetros (1 UA) y 1000 W al final de su vida a una distancia de 450 millones de kilómetros (3 UA) para alimentar la nave (22-35 V) y el sistema de propulsión solar eléctrica de iones (80-140 V). La energía se almacena en una batería de 35 A/h de NiH2. La propulsión de iones se compone de tres propulsores de iones y se basa en la nave Deep Space 1, que usa xenón ionizado y acelerado por los electrodos. Los motores de iones de xenón tienen un empuje máximo de 92 mN y una potencia de entrada de 2,6 kW, con un impulso específico de 3200 a 1900 s. Los propulsores de 30 cm de diámetro, son de dos ejes cardán montados en la base de la nave. El tanque de xenón tiene 425 kg de combustible en el lanzamiento.

Diagrama de la sonda Dawn.

El control de actitud se mantiene por las ruedas de reacción y doce motores de 0,9 N de hidracina colocados alrededor de la nave espacial. El tanque de hidracina tiene 45,6 kg de propelente en el lanzamiento. Los propulsores de hidracina también se usan para las maniobras de inserción orbital. La actitud usa rastreadores de estrellas y giroscopios. El control térmico usa tubos de calor de amoniaco y persianas, y requiere de aproximadamente 200 W a 3 UA. Las comunicaciones son en banda X, y usa antenas de baja, media y alta ganancia y una antena omnidireccional, utilizando un amplificador de 100 W con tubo de ondas. El control y el manejo de datos utiliza un procesador de RAD6000, con 8 Gb de memoria principal, y un bus de datos Mil-STD-1553B. El envío de datos es de 7,8 b/s a 2,0 kb/s y recepción de 10 b/s a 124 kb/s.

Lanzamiento

La sonda fue programada para su lanzamiento mediante un cohete Delta 7925-H desde la plataforma de lanzamiento 17-B de Cabo Cañaveral. El 10 de abril de 2007, la sonda llegó a Titusville, Florida, donde fue preparada para su lanzamiento en las instalaciones de SPACEHAB Inc. El lanzamiento, programado para el 20 de junio, se retrasó hasta el día 30 por diversos problemas. La rotura de una grúa en la zona de lanzamiento retrasó una semana más el lanzamiento, hasta el 7 de julio. Más problemas y el mal tiempo provocaron sucesivos retrasos hasta el 8 de julio, luego el 15 y finalmente hasta el 26 de septiembre, para evitar la coincidencia con el lanzamiento de la misión Phoenix a Marte.

Un nuevo retraso por el mal tiempo situó la fecha en el 27 de septiembre. Finalmente la sonda fue lanzada, no sin antes sufrir un nuevo susto causado por un barco que invadió la zona de exclusión poco antes del lanzamiento. La sonda abandonó la rampa de lanzamiento a las 11:34 GMT.

Primera etapa

Después del lanzamiento la nave espacial realizó un encendido inicial de su propulsor de iones durante 11 días. Dawn comenzó la propulsión de crucero el 17 de diciembre de 2007. El 31 de octubre de 2008, Dawn completó la primera etapa de propulsión para el recorrido hacia Marte donde realizó un sobrevuelo para una asistencia gravitatoria en febrero de 2009. Durante esta fase de primer crucero interplanetario, Dawn pasó 270 días, u 85 % del tiempo de esta etapa, con sus propulsores encendidos. Se gastaron menos de 72 kilogramos del xenón propulsor para un cambio total de la velocidad de 1,81 kilómetros por segundo. El 20 de noviembre de 2008, Dawn realizó su primera maniobra de corrección de trayectoria (TCM-1), disparando su propulsor durante 2 horas, 11 minutos. Después de la conjunción solar de Dawn, se determinó que no era necesaria una maniobra de corrección de curso originalmente programada para enero de 2009.

Sobrevuelo de Marte

Imagen de Tempe Terra, en Marte, tomada por la sonda Dawn durante su sobrevuelo.

La sonda sobrevoló Marte a las 00:28 GMT del 18 de febrero de 2009, a una distancia mínima de 549 km.²​ El cambio de velocidad producido en el sobrevuelo fue de 9330 km/h, un cambio equivalente al uso de 104 kg de propelente xenón.³​ Ese día la nave paso a modo seguro, lo que resultó en una pérdida de adquisición de datos. La nave espacial reportó estar de nuevo en pleno funcionamiento dos días más tarde, sin ningún impacto posterior en la misión. La causa del evento se reportó como causado por un error de programación de software.

Durante el encuentro se activaron una de las cámaras y el instrumento GRaND de medición de partículas y rayos gamma para realizar medidas de Marte en conjunto con las naves que orbitan el planeta.

Aproximación a Vesta

El 3 de mayo de 2011, Dawn tomó su primera imagen de Vesta a una distancia de 1 200 000 kilómetros, y comenzó su fase de aproximación al asteroide. El 12 de junio Dawn realizó un frenado de su velocidad relativa con respecto a Vesta para su inserción orbital 34 días después.

Estaba prevista la inserción orbital de Dawn a las 05:00 UTC del 16 de julio después de un período empuje con sus motores de iones. Debido a que su antena estaba apuntando lejos de la Tierra durante la propulsión, los científicos no pudieron confirmar de inmediato el éxito de la maniobra de Dawn. La nave espacial entonces comenzó a reorientarse y tenía previsto hacer una transmisión a las 06:30 UTC del 17 de julio. NASA confirmó más tarde que recibió la telemetría de Dawn que indicaba que la nave entró exitosamente en órbita alrededor de Vesta.

Investigación en Vesta

Dawn durante su misión ha confirmado que Vesta es un protoplaneta con una estructura interna diferenciada, el principal descubrimiento ha sido la enorme cuenca de impacto situada en el polo sur.⁴​ Denominada Rheasilvia, esta cuenca de 500 kilómetros de diámetro se formó durante el impacto de un asteroide de gran tamaño que casi despedaza a Vesta durante la colisión. En el centro de Rheasilvia se eleva el pico del cráter de impacto, una enorme montaña de 20 km de altura donde las paredes exteriores de Rheasilva tienen una altura absoluta mayor que la del pico central. Por otro lado, el conteo del número de cráteres ha permitido estimar la edad de Rheasilva en unos mil o dos mil millones de años, mientras que el hemisferio norte sería mucho más antiguo (unos cuatro mil millones de años).⁵​ Esta dicotomía norte-sur se traduce también en una diferencia en la composición. Mientras que el sur está formado principalmente por basalto, el norte presenta una composición más compleja.

El primer mapa topográfico detallado de Vesta determinó que el diámetro medio del asteroide es de 525 kilómetros (es decir, éste sería el tamaño que tendría el asteroide si fuese perfectamente esférico) y que su densidad es de 3,34 g/cm3.⁶​ El desnivel entre los puntos más altos y bajos alcanza los 60 kilómetros, lo que influye en la irregularidad de su campo gravitatorio. Igualmente, en esta fase se ha descartado que Vesta posea lunas con un tamaño superior a los 10 metros. Según el nuevo sistema de coordenadas confeccionado para este asteroide, el meridiano cero pasa ahora por un pequeño cráter de 500 metros de diámetro denominado Claudia.

Vesta puede presumir de tener la segunda montaña más alta del sistema solar después del imponente Monte Olimpo (Marte), en el planeta rojo.

Programa de vuelo previsto

• Lanzamiento: 27 de septiembre de 2007
• Asistencia gravitacional en Marte: 17 de febrero de 2009
• Llegada a Vesta: 16 de julio de 2011
• Partida de Vesta: Julio de 2012
• Llegada a Ceres: Marzo de 2015
• Fin de la misión: Julio de 2016

Véase también

• Anexo:Misiones espaciales

Referencias

1. Landau, Elizabeth (19 de octubre de 2017). «Dawn Mission Extended at Ceres». NASA. Consultado el 19 de octubre de 2017.
2. Asteroid-Bound Probe Zooms Past Mars
3. NASA Spacecraft Falling For Mars
4. NASA’s Dawn Spacecraft Begins Science Orbits of Vesta
5. Vesta’s Dark Materials in Dawn’s View
6. Vesta Topography Map

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Dawn.

• Página oficial de la misión Dawn (en inglés)
• University of California – UCLA, sobre la sonda Dawn (en inglés)
• Dawn news coverage. (en inglés)
• Dawn Otras Naves Espaciales.
• Crónica de la misión de Dawn en el asteroide Vesta.

Sobrevuelo Plutón, sus satélites, y cinturón de Kuiper

New Horizons

Imagen artística de la sonda New Horizons.

Organización: NASA

Contratistas: Applied Physics Laboratory SwRI

Tipo de misión: Sonda no tripulada

Sobrevuelo de: Plutón, satélites de Plutón, cinturón de Kuiper.

Inserción orbital: Sobrevuelo: 14 de julio de 2015

Lanzamiento: 19 de enero de 2006

Cohete: Atlas V-551

Duración: Unos 10 años

NSSDC ID: 2006-001A

Masa: 478 kg

Web: http://pluto.jhuapl.edu/

La misión New Horizons (Nuevos Horizontes en español) es una misión espacial no tripulada de la agencia espacial estadounidense (NASA) destinada a explorar Plutón, sus satélites y probablemente el cinturón de Kuiper. La sonda se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006 tras posponerse por mal tiempo la fecha original de lanzamiento. New Horizons viajó primero hacia Júpiter, donde llegó en febrero-marzo de 2007. A su paso por Júpiter aprovechó la asistencia gravitatoria del planeta para adquirir una diferencia de velocidad de unos 4 023.36 m/s (14 482.8 km/h). Llegó al punto más cercano a Plutón el 14 de julio de 2015, a las 11:49:04 UTC. Tras dejar atrás Plutón, la sonda probablemente sobrevuele uno o dos objetos del cinturón de Kuiper.

Después de la Rosetta, que viajó a unos 108 000 Km/h entre noviembre de 2009 y agosto de 2014, gracias a las asistencias gravitacionales de la Tierra (tres veces) y de Marte (una), y de la Voyager 1 y justo por delante de la Voyager 2 es la sonda espacial con mayor velocidad, alcanzando respecto al Sol una diferencia máxima entre las velocidades inicial y final de 15,1 km/s. (54 000 km/h aproximadamente)¹​

Antecedentes

Esta sonda es la primera misión del proyecto de New Frontiers de la NASA (Sondas de medio coste, más caras que las de tipo Discovery, y más baratas que las Flagship); el costo total de la misión es del orden de 650 millones de dólares en un periodo de 15 años (2001 a 2016).

La sonda fue construida por el Instituto de Desarrollo Southwest (SwRI) y por el Laboratorio Johns Hopkins. Además de sus instrumentos científicos, la sonda lleva una colección de 434 738 nombres recopilados por el sitio web de la misión y guardados en un disco compacto, una pieza de la SpaceShipOne y una bandera de Estados Unidos,²​ así como una moneda de 25 centavos de Florida y cenizas del descubridor de Plutón, el astrónomo Clyde Tombaugh.³​

Objetivos

Trayectoria de la New Horizons’, en rojo la órbita de 2014 MU69.

El objetivo de la misión es estudiar como se formó el sistema de Plutón, el cinturón de Kuiper y la transformación del sistema solar primitivo.⁴​ La nave espacial recopiló datos sobre las atmósferas, superficies, interiores y entornos de Plutón y sus lunas. También estudiará otros objetos del cinturón de Kuiper.⁵​ «A modo de comparación, New Horizons reunió 5,000 veces más datos en Plutón que Mariner en el Planeta Rojo«.»⁶​

Algunas de las preguntas que la misión intenta responder son: ¿De qué está hecha la atmósfera de Plutón y cómo se comporta? ¿Cómo se ve su superficie? ¿Hay grandes estructuras geológicas? ¿Cómo interactúan las partículas del viento solar con la atmósfera de Plutón?⁷​

Específicamente, los objetivos de la misión son:⁸​

• mapear la composición de la superficie de Plutón y Caronte
• caracterizar la geología y la morfología de Plutón y Caronte
• caracterizar la atmósfera neutral de Plutón y su tasa de escape
• encontrar atmósfera alrededor de Caronte
• mapear las temperaturas de la superficie en Plutón y Caronte
• obtener imágenes de Plutón y Caronte en alta resolución
• buscar anillos y más satélites adicionales alrededor de Plutón
• realizar investigaciones similares de uno o más objetos del cinturón de Kuiper

El 28 de agosto de 2015 la NASA anunció que el siguiente objetivo de la sonda será el sobrevuelo del objeto transneptuniano 2014 MU69 a principios de 2019.⁹​

Lanzamiento

Lanzamiento de la sonda New Horizons.

Su lanzamiento fue programado originalmente el 17 de enero de 2006 para permitir una inspección más exhaustiva de los propulsores de queroseno del cohete Atlas, y por retrasos menores el lanzamiento se trasladó al 19 de enero de 2006 despegando desde la Base de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral.

Para su lanzamiento fue usado un cohete Atlas V, con una tercera etapa de combustible sólido Star 48b para aumentar su velocidad de escape, dándole al cohete un empuje total de 9 MN y una masa total de 726 000 kg.¹⁰​

La ventana de lanzamiento en enero de 2006 y tras un breve encuentro con el asteroide (132524) APL, le permitió alcanzar Júpiter, el 28 de febrero de 2007 tuvo su máximo acercamiento al planeta a una distancia de 2.3 millones de kilómetros (1.4 millones de millas), realizando a continuación una maniobra de asistencia gravitatoria, permitiendo ahorrar 3 años de viaje para llegar a Plutón, durante el sobrevuelo de Júpiter se pudieron realizar test de los instrumentos y posibilidades de la sonda, remitiendo información sobre la atmósfera, sus lunas y su magnetosfera. Tras la visita a Júpiter la sonda fue puesta en estado de hibernación para preservar todos los instrumentos de a bordo, salvo un pequeño chequeo anual que había que hacerle.¹¹​ La sonda tiene el récord de la velocidad más alta con respecto a la Tierra y, por ahora, única que ha alcanzado la velocidad de escape del Sol, sin maniobras de asistencia gravitatoria.

Instrumentos

Instrumentos de la sonda New Horizons

Los instrumentos en la sonda están diseñados para que en el breve paso sobre Plutón y Caronte se obtenga la mayor información posible, como por ejemplo la composición y comportamiento de la atmósfera, la forma en que el viento solar interactúa con la misma, los elementos geográficos.¹²​

Características técnicas

La nave fue construida en aluminio, con forma de triángulo, con 0.70 m de alto, 2.1 m de largo y 2.7 m de ancho, y pesaba en el lanzamiento 478 kg, 77 kg de los cuales corresponden al combustible y 30 kg a los instrumentos científicos. Cuando llegó a Plutón pesó sólo 445 kg.¹³​ Posee una antena parabólica de alta ganancia de 2.1 m de diámetro, montada en la parte superior del triángulo. El triángulo contiene los equipos electrónicos, cableado y los sistemas de propulsión. En el centro del triángulo hay un adaptador de separación. En la punta del mismo, está montado el generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG, por sus siglas en inglés) para reducir la interferencia con los equipos. No hay baterías a bordo, por lo que toda la electricidad es producida por el RTG con pastillas de plutonio-238, recubiertas con iridio y envueltas en grafito. Los RTG generan 240 W de 30 V en el lanzamiento, y se reducirá a 200 W a la llegada a Plutón. El control de temperatura se consigue con pintura negra térmica, mantas térmicas, el calor que produce la RTG, radiadores, persianas y calentadores eléctricos.

La nave tiene tres ejes estabilizados, usando como propulsión un tanque de hidracina hecho de titanio con 77 kg de propelente montado en el centro del triángulo que la impulsa a una velocidad de 290 m/s (1 044 km/h). El tanque impulsa 16 motores de hidracina: 4 de 4,4 N de empuje para correcciones de trayectoria y doce de 0,9 N, usados para correcciones de actitud y otras maniobras. En cuanto a la navegación y la orientación de la sonda, la actitud se determina usando dos cámaras de seguimiento de estrellas (Star Trackers) con sensores CCD y un catálogo de estrellas. También se usa una doble unidad de medición inercial (MIMU) conteniendo cada una tres giroscopios y tres acelerómetros que mantienen estable el vehículo espacial. La nave es controlada mediante cuatro ordenadores: un sistema de comandos, gestión de datos, orientación, y el procesador. El procesador es un Mongoose-V de 12 MHz (una versión mejorada y preparada para soportar la radiación del MIPS R3000). También se usan relojes de tiempo, además de software. Estos equipos se encuentran en un IEM (Integrated Electronics Module); hay dos de ellos. Los datos se registran en dos grabadoras de estado sólido de baja potencia con capacidad de 8 Gb cada una.

Comunicaciones

Antena de la sonda.

Las comunicaciones con la Tierra se realizan por medio de la banda X. Cuanto mayor sea la distancia, menor será el caudal de comunicación. Por ejemplo, estaba previsto que desde Júpiter, la velocidad de comunicación sea de 38 kilobit por segundo. Sin embargo, desde la distancia de Plutón, mucho mayor, está previsto que el caudal de comunicación sea de tan solo de 600 a 1200 bits por segundo.¹⁴​

Esta baja velocidad significa que para enviar las fotografías de Plutón se tardará mucho tiempo, y habrá que esperar varios meses hasta tenerlas todas (se prevén 9 meses de espera). Por ejemplo, para el envío de una fotografía, a la velocidad de 1000 bit/s, aproximadamente se tardará 12 horas continuas. La cantidad aproximada de datos en fotografías de Plutón y Caronte se estima en 10 GB, y son previstos 9 meses en total debido a que no existe la capacidad de recepción de datos en forma permanente, pues las antenas de recepción (red DSN) deben ocuparse también de muchas otras sondas espaciales.¹⁵​

Para las comunicaciones, la sonda cuenta con 2 transmisores y 2 receptores, también se usan 2 amplificadores de 12 W. La nave usa la antena parabólica de 2,1 m de diámetro de 48 dB y una antena de baja ganancia para comunicaciones de emergencia.

Imágenes de Plutón

Plutón a larga distancia, en septiembre de 2006.

La primera animación en color de la misión de la NASA muestra a Plutón y su gran luna Caronte y la compleja órbita de los dos cuerpos danzando, conocida como «sistema binario».

Las primeras imágenes de Plutón hechas por la sonda fueron tomadas entre el 21 al 24 de septiembre de 2006, para probar el instrumento de Reconocimiento de Imágenes de Largo Alcance (LORRI) y fueron dadas a conocer por la NASA en noviembre de 2006.¹⁶​ Fueron tomadas a una distancia de 4200 millones de kilómetros de distancia; con esto quedó probado con éxito la habilidad de la sonda para rastrear objetos a una gran distancia.

New Horizons deberá pasar a menos de 10 000 km cuando llegue a Plutón; actualmente tiene una velocidad relativa de 13,78 km/s y deberá acercarse a 27 000 km al encontrarse a Caronte.

En julio de 2013 la sonda envió las primeras imágenes en las que se pueden distinguir como cuerpos separados a Plutón y a su satélite más grande, Caronte.¹⁷​

Secuencia de imágenes tomadas por la sonda New Horizons donde se observa la nube de dióxido de azufre volcánica producida por el volcán Tvashtar en la luna Ío de Júpiter, alcanzando los 330 km de altura.

Fechas clave

• 11 de enero de 2006: comienzan las labores de prelanzamiento en Cabo Cañaveral. Lanzamiento retrasado para realizar más pruebas.
• 16 de enero de 2006: montaje del cohete Atlas V en la torre de lanzamiento.
• 17 de enero de 2006: retrasado el primer lanzamiento debido a las malas condiciones atmosféricas.
• 18 de enero de 2006: retrasado el segundo intento de lanzamiento por una pérdida de electricidad en los laboratorios de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
• 19 de enero de 2006: lanzamiento exitoso a las 14:00 (hora local, 19:00 UTC) tras un breve retraso debido a la nubosidad presente.
• 19 de enero de 2006: (19:30 UTC), inserción trans-joviana (TJI, trans-jovian insertion), la sonda queda en trayectoria de escape con respecto a la Tierra y el Sol.
• 19 de enero de 2006: tras solo nueve horas de viaje, la nave traspasa la órbita de la Luna.
• 7 de abril de 2006: La sonda atraviesa la órbita de Marte.
• 24 de agosto de 2006: Plutón pasa a ser considerado un planeta enano.
• 8 de enero de 2007: inicio del acercamiento a Júpiter.
• 10 de enero de 2007: observaciones de la luna joviana Calírroe.
• 28 de febrero de 2007: sobrevuelo de Júpiter, ocurrido hacia las 05:43:40 UTC a 2 305 000 km de distancia, con el objeto de alcanzar la velocidad de 21,219 km/s (76 388 km/h).
• 5 de marzo de 2007: finaliza la fase de encuentro con Júpiter.
• 8 de junio de 2008: en estado de hibernación electrónica, la nave llegó a una distancia de 10,06 unidades astronómicas (aproximadamente 1500 millones de km) del Sol, cruzando la órbita de Saturno, después del último paso, hace casi 27 años, realizado por la Voyager 2.
• 25 de febrero de 2010: New Horizons atravesó el punto medio de distancia en su camino entre la Tierra y Plutón.
• 17 de octubre de 2010: la nave llega a la mitad de su tiempo de vuelo a Plutón.
• 18 de marzo de 2011: New Horizons cruzó la órbita de Urano.¹⁸​
• 24 de agosto de 2014: New Horizons cruzó la órbita de Neptuno; exactamente 25 años después de que la Voyager 2 sobrevolara a este gigante gaseoso.¹⁸​
• Marzo de 2015 comenzaron las observaciones iniciales de Plutón y continúan las observaciones hasta la máxima aproximación.
• 3 de julio de 2015, se publican imágenes con detalles de la superficie de Plutón, en las que se muestran dos caras diferenciadas.
• 4 de julio de 2015: sufre una anomalía que forzó a una transición a modo seguro.
• 7 de julio de 2015, la sonda recuperó la operatividad científica y su rumbo a Plutón. [6]

La llegada de la sonda a Plutón se vivió en todo el mundo. En la imagen el evento en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP)

• 14 de julio de 2015, martes, a las 07:49 EDT, hora del este de los Estados Unidos 11:49 UTC: Máxima aproximación a 12 450 km de Plutón y posterior sobrevuelo de Caronte.
• 1 de enero de 2019, sobrevuelo del objeto transneptuniano 2014 MU69.⁹​

Videos

Sobrevolando Plutón (14 de julio de 2015)

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(00:30; 18 de septiembre de 2015)

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(00:50; 5 de diciembre de 2015)

La sonda New Horizons llama a la Tierra: Madrid recibe la señal de que ha llegado a Última Thule

• 1 ene. 2019 16:39

Imagen compuesta a partir de dos fotos tomadas por el instrumento LORRI de ‘New Horizons’. Foto: NASA

La señal ha llegado a Madrid. A las 16.29 de este martes (hora peninsular española), la nave espacial New Horizons, la misma que en 2015 se acercó a Plutón, ha llamado a la Tierra, lo que significa que ha sobrevivido al sobrevuelo del asteroide Ultima Thule, un lejano minimundo helado situado a unos 6.400 millones de kilómetros de distancia. En la localidad madrileña de Robledo de Chavela se encuentra una de las tres estaciones que conforman la Red del Espacio Profundo de la NASA. A través de sus antenas, los ingenieros de la agencia espacial se comunican con todas sus naves.

Las operaciones están siendo dirigidas desde el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Maryland (EEUU), y han tenido su primer punto culminante a las 6.33 del 1 de enero (hora peninsular española). En ese momento, New Horizons debía posicionarse a sólo 3.500 kilómetros de distancia de este mundo en miniatura. Es decir, tres veces más cerca de lo que se aproximó a Plutón.

Pero la confirmación de que las cosas fueron según lo planeado tardó 10 horas en llegar debido a la gran distancia a la que se encuentra este cuerpo helado descubierto por el telescopio espacial Hubble en 2014. Hasta las 16.30 de la tarde no llegó la señal enviada por la nave indicando que se encontraba en buen estado y que había recopilado datos durante su aproximación.

«¡Confirmado! New Horizons ha sobrevolado el objeto celeste más lejano que ha sido visitado por una nave espacial. Enhorabuena al equipo», ha declarado en un comunicado el director de la NASA, Jim Bridenstine.

«Los datos que hemos visto tienen una pinta fantástica y ya estamos averiguando cosas sobre Ultima Thule. De ahora en adelante, los datos que obtengamos van a ser cada vez mejores», ha señalado Alan Stern, investigador principal de la misión, durante la rueda de prensa que la NASA ha ofrecido esta tarde. Stern, que aseguró haber dormido bien durante la noche anterior pese a los nervios, subrayó lo complejo que ha sido completar esta fase de misión y los años de intenso trabajo de su equipo que la han hecho posible.

«Lo hemos logrado de nuevo, y es fantástico», resumió por su parte su colega Alice Bowman, jefa de operaciones de New Horizons.

Durante la crítica fase de aproximación a Ultima Thule, la nave estaba programada para viajar a una velocidad de 14 kilómetros por segundo, tomar fotografías, realizar mediciones y recopilar datos a partir de los cuales los científicos podrán hacerse una idea de la geología y las características de Ultima Thule, un nombre que hace referencia simbólicamente a la exploración de lo desconocido.

Sin embargo, las imágenes no llegarán de forma inmediata. La NASA espera recibir la primera fotografía tomada durante la aproximación el 2 de enero y las siguientes en los días sucesivos. Las imágenes con mejor calidad llegarán en febrero y la transmisión de todos los datos recogidos este martes no se completará hasta dentro de 20 meses.

12 años surcando el Sistema Solar

La nave New Horizons fue lanzada el 19 de enero de 2006. Tras pasar por Júpiter en febrero de 2007 para estudiarlo y coger impulso, puso rumbo a Plutón, donde llegó el 14 de julio de 2015. Allí tomó impactantes fotografías que han permitido investigar con bastante detalle este planeta enano. Tras su periplo por el Sistema Solar, la sonda de la NASA todavía se encontraba en buen estado así que, tras completar su trabajo en Plutón, los científicos buscaron un nuevo objetivo de exploración.

Los responsables de la misión, durante su comparecencia el 31 de diciembre. REUTERS

Eligieron Ultima Thule (oficialmente denominado 2014 MU69), uno de los objetos situados en el cinturón de Kuiper, una remota región con forma de disco situada más allá de Neptuno que alberga millones y millones de cuerpos celestes de tamaños muy variados, muchos de ellos extremadamente antiguos. Algunos son diminutos, con un diámetro de pocos kilómetros, y otros miden varios miles de kilómetros. El cinturón de Kuiper es, por ejemplo, el hogar de mundos enanos como Plutón, Makemake y Haumea.

Será la primera vez que los científicos puedan observar de cerca uno de ellos. Su interés radica en que, según creen, estos cuerpos conservan el material a partir del cual se formaron los planetas del Sistema Solar, por lo que investigarlos les dará pistas sobre el origen de la Tierra.

¿Un cuerpo o dos?

¿Qué se sabe hasta ahora de Ultima Thule? Realmente muy poco. Tal y como ha resumido Alan Stern, cómo es este cuerpo helado «es un misterio». Las estimaciones realizadas apuntan a que mide 32×16 kilómetros (Plutón mide 2.370 km de diámetro). Respecto a su forma, las imágenes tomadas por la sonda sugieren que podría ser un único objeto alargado con forma de bolo o dos cuerpos unidos. «Mañana» [por el miércoles] lo sabremos», ha dicho Stern.

El 1 de enero de 2019, la nave espacial New Horizons de la NASA se encuentra con el objeto del Cinturón de Kuiper apodado Ultima Thule. INSTITUTE OF PLANETARY RESEARCH

Ultima Thule no será el último destino de New Horizons, pues el plan es que siga trabajando hasta, al menos, 2021. Los científicos de la NASA se muestran confiados en que la nave pueda visitar otro de estos cuerpos celestes del cinturón de Kuiper antes de dar por finalizada la misión. Dentro de poco sabremos el elegido.

Una nave sobrevuela por primera vez el mundo más lejano del sistema solar que se ha visitado

La sonda de la NASA ‘New Horizons’ explora Ultima Thule a más de 6.000 millones de kilómetros de la Tierra

2 ENE 2019 – 09:56 CET

Reconstrucción del sobrevuelo de Ultima Thule.

La sonda espacial New Horizons ha sobrevolado con éxito Ultima Thule, el cuerpo celeste más lejano que se ha visitado nunca. Su encuentro con este objeto en las afueras del sistema solar se produjo al filo de la medianoche del 31 de diciembre. Unas horas después de la maniobra histórica, la nave envió sus primeras señales, que tardaron seis horas en recorrer a la velocidad de la luz los más de 6.600 millones de kilómetros que la separan de la Tierra. Finalmente el mensaje fue recibido por una antena de espacio profundo de la NASA en las afueras de Madrid pasadas las 16:30 de la tarde, hora española.

«La sonda está en perfectas condiciones. Acabamos de conseguir el sobrevuelo más lejano», ha dicho Alice Bowman, jefa de operaciones de la misión, entre aplausos y gritos de júbilo en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (EE UU), donde está el centro de control. Ahora comenzarán a llegar los datos científicos «para entender el origen de nuestro sistema solar», ha añadido.

Ultima Thule es un mundo en miniatura, el más lejano y el más antiguo que haya visitado una sonda espacial. Este alargado objeto descubierto en 2014 es uno de los miles de asteroides y hasta un billón de cometas que forman el cinturón de Kuiper.

La nave de la NASA —la más rápida jamás lanzada al espacio— ha pasado junto a Ultima a 18 kilómetros por segundo, un encuentro fugaz durante el que sus cámaras han intentado retratar los accidentes geográficos de este cuerpo desde una distancia de unos 2.000 kilómetros, tres veces más cerca de lo que pasó sobre Plutón obteniendo vistas espectaculares. Gracias a esta misión el planeta enano dejó de ser una pequeña bola borrosa observada por telescopios y pasó a ser un complejo mundo con glaciares, agua y compuestos orgánicos donde puede haber un océano bajo el hielo.

Imagen real de Ultima Thule (izquierda) y un diagrama con su eje de rotación. NASA

Las últimas imágenes disponibles, tomadas durante la aproximación a Ultima, muestran un cuerpo alargado, con forma de bolo, de «35 kilómetros de largo y 15 kilómetros de ancho», ha explicado Alan Stern, jefe científico de la misión, durante una rueda de prensa esta tarde. Stern ha explicado que aún no se sabe si se trata de un solo cuerpo con dos lóbulos o dos objetos separados. «Mañana conoceremos la respuesta», ha explicado Stern, ya que elequipo espera recibir las primeras imágenes del sobrevuelo esta noche, procesarlas y publicarlas mañana. La sonda tomó unas 900 imágenes de su encuentro y las enviará a la Tierra durante los próximos dos años, según ha explicado en un tuit Bowman, que es la primera mujer que ocupa el puesto de jefe de operaciones de una misión espacial en la Johns Hopkins. Las imágenes de mayor resolución llegarán en febrero.

Apenas unas horas después del sobrevuelo, New Horizons ya se encontraba a casi medio millón de kilómetros del pequeño mundo recién descubierto y se adentraba aún más en el cinturón de Kuiper, donde es posible que pueda visitar al menos un asteroide más en los próximos años.

Ultima Thule es una cápsula del tiempo. Está hecho de los materiales originales con los que comenzó a formarse el Sistema Solar hace más de 4.000 millones de años y apenas ha sido modificado desde entonces. Su estudio puede aclarar el origen de nuestro sistema estelar y esclarecer el papel que estos cuerpos del cinturón de Kuiper juegan al desviar cometas de sus trayectorias y hacen que se acerquen al núcleo del sistema solar, un proceso que pudo sembrar la vida en nuestro planeta por impactos de estos cuerpos, según explicó a este diario Adriana Ocampo, una de las responsables de la misión.

 

https://www.20minutos.es/noticia/2459298/0/new-horizons/primeras-imagenes/lunas-cerbero-estigia/

Misión New Horizons: El pequeño mundo Última Thule es plano y con forma de tortita

Imágenes del pequeño mundo Ultima Thule captadas por la sonda espacial ‘New Horizons’ el 1 de enero de 2019. NASA/JPL

Nuevas fotos de la sonda ‘New Horizons’ confirman que este pequeño mundo está formado por dos cuerpos, pero su forma es plana y distinta a lo que la NASA creía

Las primeras imágenes que la sonda espacial New Horizons tomó el pasado 1 de enero de Ultima Thule, el mundo más lejano que ha sido estudiado por una nave, mostraban un extraño cuerpo rocoso compuesto por dos partes esféricas cuya forma recordaba a un muñeco de nieve. Cinco semanas después de aquel histórico acercamiento, la NASA ha revelado su verdadera morfología, que es bastante distinta a lo que sus científicos pensaron cuando analizaron las primeras fotos que les llegaron.

Aunque estaban en lo cierto al afirmar que Ultima Thule está compuesto por dos cuerpos o lóbulos, éstos no tienen forma esférica y además, su forma es bastante más plana de lo que dedujeron observando las primeras imágenes. Siguiendo con las comparaciones, en vez de un muñeco de nieve, al investigador principal de la misión New Horizons, Alan Stern, le parece más acertado comparar al más plano de los lóbulos (apodado Ultima) con una tortita gigante y al otro (Thule) con una nuez. También hay a quien ahora Ultima Thule le recuerda a una galleta de jengibre, esos dulces anglosajones con forma de muñeco plano.

A partir de una decena de las imágenes que la nave tomó 10 minutos después de alcanzar su punto más cercano a este mundo en miniatura y, mientras viajaba a una velocidad de 50.000 kilómetros por hora, la NASA ha elaborado una secuencia en la que se aprecia mejor la forma del cuerpo celeste.

«Nunca se había captado algo así. Es una secuencia de imágenes increíble, tomadas por una nave espacial mientras exploraba un pequeño mundo situado a más de 6.600 millones de kilómetros de la Tierra», ha declarado Stern.

Sobre la interpretación errónea de la forma del mundo, ha explicado que ésta «se había basado en un número limitado de imágenes» que llegaron en los días siguientes al acercamiento: «A medida que hemos ido recibiendo más, ha cambiado significativamente lo que veíamos». Para el científico, lo más importante es que las nuevas fotos están permitiendo elaborar distintas teorías sobre cómo pudo haberse formado. «Nunca habíamos visto algo parecido a esto orbitando el Sol», ha asegurado.

Ultima Thule, o como se denomina oficialmente, 2014 MU69, es uno de los muchos objetos situados en el lejano y por tanto poco conocido cinturón de Kuiper, una región en la que se encuentran también Plutón y otros planetas enanos como Haumea y Makemake.

Los científicos creen que en los mundos como Ultima Thule, que fue descubierto por el telescopio espacial Hubble en junio de 2014, hay información clave para entender las primeras etapas de formación del Universo. Los dos lóbulos unidos que presenta este asteroide son uno de los aspectos que más intrigan a los astrofísicos, que intentarán determinar cómo se unieron.

De color rojizo

Los dos cuerpos tienen el mismo tono rojizo, como se determinó pocos días después del acercamiento. El más grande mide 19 kilómetros y el pequeño, unos 14 km.

Las operaciones de New Horizons, que fue lanzada al espacio en 2006, están siendo dirigidas desde el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Maryland (EEUU). Según Stern, faltan muchas más imágenes por recibir. De hecho, se espera que la sonda tarde 20 meses en descargar todos los datos que recopiló el 1 de enero. Se trata de un proceso parecido al que la nave siguió cuando el 14 de julio de 2015 se acercó a Plutón.

Debido a que la nave se encuentra en buen estado, los científicos están buscando en el cinturón de Kuiper un nuevo destino para que sea explorado por la sonda.

Sonda en órbita de Mercurio

MESSENGER

Representación artística de la sonda MESSENGER en órbita de Mercurio

MESSENGER fue una sonda espacial no tripulada de la NASA, lanzada rumbo a Mercurio el 3 de agosto de 2004 y que entró en órbita alrededor de dicho planeta el 18 de marzo de 2011¹​ para iniciar un período de observación orbital de un año terrestre de duración. Durante su trayecto, la sonda ha sobrevolado la Tierra el 1 de agosto de 2005, y dos sobrevuelos a Venus (el 24 de octubre de 2006 y el 5 de junio de 2007) y tres a Mercurio (en 2008 y 2009) antes de la inserción orbital. La sonda consiguió sobrevivir cuatro años más hasta que la NASA decidió dar por terminado el proyecto y dejar que la sonda colisionara contra Mercurio el 30 de abril de 2015. Durante su misión consiguió datos muy valiosos sobre la superficie del planeta y descubrió la existencia de agua congelada en un resquicio donde nunca recibe el Sol.²​

El nombre MESSENGER es un acrónimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging (Superficie, Ambiente Espacial, Geoquímica y Medición de Mercurio). Su nombre también significa «mensajero», elegido porque Mercurio era el mensajero de los dioses en la mitología romana. Esta sonda ha sido la primera en colocarse en órbita de Mercurio, ya que hasta ahora el planeta sólo ha sido visitado por la Mariner 10, que realizó tres sobrevuelos en 1974 y 1975.

Viaje

La sonda espacial fue lanzada usando un cohete Delta II desde Cabo Cañaveral el 3 de agosto de 2004. Una hora después la sonda se separó con éxito del propulsor y comenzó su larga travesía hacia Mercurio.

Alcanzar Mercurio requiere grandes cambios de velocidad debido a la alta velocidad orbital del planeta. Además el planeta no posee apenas atmósfera, por lo que no es posible realizar la maniobra de aerofrenado, con la que se ahorra combustible. Para llegar a su destino, la sonda MESSENGER tuvo que realizar varias maniobras de asistencia gravitatoria, que permiten cambios en la velocidad de la nave sin utilizar propelente.

Lanzamiento del MESSENGER.

La sonda sobrevoló la Tierra el 2 de agosto de 2005, con una aproximación máxima de 2347 km sobre Mongolia. Ha sobrevolado dos veces Venus, el 24 de octubre de 2006 a una altitud de 2992 km y el 5 de junio de 2007 a tan solo 338 km, poniendo a la sonda en ruta hacia Mercurio.³​

La sonda MESSENGER realizó 3 sobrevuelos de Mercurio, el primero el 14 de enero de 2008 y el segundo el 6 de octubre de ese mismo año. El tercero tuvo lugar el 29 de septiembre de 2009 para reducir gradualmente su velocidad y dirigir la nave hacia la inserción orbital, que tuvo lugar el 18 de marzo de 2011 y dar comienzo a su misión principal tras encender y comprobar los instrumentos.

Durante los acercamientos de MESSENGER a la Tierra y la Luna usó su espectrómetro para estudiar la atmósfera y superficie de ambos mundos. También realizó algunos análisis de la magnetosfera de la Tierra.

Trayectoria del MESSENGER.

Vela solar

Luego de la experiencia de la sonda Mariner 10, 30 años antes, que utilizó sus paneles como velas solares en forma no planificada para subsanar la falta de propelente, se planificó utilizar la presión de la luz solar como empuje para el frenado y posterior captura de Mercurio, de forma que pudiese entrar en órbita. Se realizaron esas maniobras según lo planificado, utilizando los paneles solares a manera de vela solar.⁴​

Sin este apoyo, además de las asistencias gravitatorias, se hubiese necesitado una cantidad muchísimo mayor de propelente, lo que hubiese subido el costo más allá del presupuesto.⁴​

Planes de observación

La misión principal tuvo una duración de un año terrestre. El objetivo de la misión era crear un mapa global de Mercurio, un modelo tridimensional de la magnetosfera y estudiar los elementos volátiles presentes en los cráteres.

Encuentro del 14 de enero de 2008

El 14 de enero de 2008 la sonda visitó por primera vez Mercurio, 33 años después del último sobrevuelo realizado por la Mariner 10. Fueron necesarios alrededor de 10 minutos para que las señales de radio llegaran al centro de control en la Universidad Johns Hopkins.

Las imágenes enviadas mostraron una superficie rugosa y repleta de cráteres, consecuencia del intenso bombardeo de meteoritos que ha sufrido el planeta. Algunas de las imágenes de alta resolución de la MESSENGER registran áreas nunca antes vistas de Mercurio y regiones que ya fueron fotografiadas por la sonda Mariner 10 en 1974. La máxima aproximación fue de 200 kilómetros de su superficie.

Energía

MESSENGER estaba equipada con dos paneles solares de Arseniuro de galio/germanio (GaAs/Ge) que proporcionaban a la sonda una media de 450 vatios en la órbita de Mercurio. Cada panel podía rotar para variar su posición e incluye reflectores ópticos para controlar la temperatura del sistema. La energía solar fotovoltaica así generada por los paneles se almacenaba en una batería de níquel e hidruro metálico de 23 amperios-hora.⁵​

Fin de la misión

MESSENGER concluyó su misión el 30 de abril de 2015. La NASA la estrelló contra el planeta Mercurio⁶​⁷​ a una velocidad de 3,91 kilómetros por segundo, dejando un cráter de unos 16 metros de diámetro. La nave, de unos 513 kilogramos, liberó la misma energía al estrellarse que la explosión de una tonelada de TNT.⁸​ En octubre de 2018 la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) lanzará la sonda BepiColombo,⁹​ que entre una de sus misiones, sería usar ese cráter para investigar el impacto de la MESSENGER sobre el planeta al dejar al descubierto parte del subsuelo con materiales más frescos y con menor exposición del exterior.⁸​

Durante su misión, MESSENGER tomó más de 250 000 fotografías, recopilando gran cantidad de información.

Para más información ver:

Página oficial de la misión

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=2004-030A

Messenger se bloquea, sus resultados perduran

Por: Kelly Beatty | 1 de mayo de 2015

Después de cuatro años en Mercury, el orbitador Messenger de la NASA ha terminado su notable misión y se estrelló en el planeta.

Sabemos desde hace meses que la nave espacial Messenger de la NASA estaba operando en tiempo prestado. Sus tanques de combustible casi se vacían después de una década de maniobras interplanetarias, la nave espacial solo podía disparar su motor muchas veces antes de que la atracción de la gravedad de Mercurio, unida a la fuerza perturbadora del Sol, lo forzara a estrellarse contra el planeta. El final llegó ayer a las 19:26 hora universal (3:26 pm hora del este de verano).

En realidad, los ingenieros de misiones solo pueden suponer que la nave espacial se estrelló como se predijo porque el impacto ocurrió en el lado invisible del planeta. Es de suponer que pasó rozando el gran cráter Shakespeare antes de golpear una cresta sin nombre ubicada a 54.5 ° norte, 210.1 ° este.

La órbita polar inicial de Messenger alrededor de Mercurio variaba en altitud desde solo 120 millas (200 km) hasta aproximadamente 10,000 millas (15,000 km). Más tarde la órbita se ajustó para que la nave espacial pasara aún más cerca.

Unos minutos más tarde, cuando la nave espacial habría emergido desde atrás del planeta y desde la Tierra, no se recibió ninguna señal de radio. El estado de ánimo en el centro de control de la misión en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins fue » celebratorio y sombrío » cuando los miembros del equipo vieron llegar las transmisiones finales después de 4,105 órbitas alrededor de Mercurio.

Lanzado en agosto de 2004, Messenger se familiarizó por primera vez con Mercury durante tres sobrevuelos estrechos en 2008-09. (El nombre de la nave espacial, por cierto, es una contracción para Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry y Ranging.) Cuando Messenger finalmente se estableció alrededor del planeta para siempre, el 18 de marzo de 2011 (Tiempo universal), asumió una órbita elíptica que variaron en altitud de 15,000 km (9,300 millas) a tan cerca como 200 km (120 millas) cada 12 horas.

La misión nominal era solo de un año, pero con la nave espacial aún sana, los gerentes de la NASA optaron por continuar la misión y, en marzo de 2014, bajar el periapso (punto de cierre) de cada órbita a menos de 50 km. Estas extensiones de misión, en particular acercando la nave espacial, pagaron grandes dividendos en términos de fotografía de superficie y ensayos geoquímicos.

El impacto de Messenger en Mercurio tuvo lugar en el lado invisible del planeta el 30 de abril de 2015. El cráter en la parte superior izquierda, Janacek, tiene 48 km (30 millas) de ancho. El color indica la altitud del terreno, con las regiones más altas que se muestran en rojo.

NASA / JHU-APL / Carnegie Inst. de Washington

Pero también significaba disparos de propulsores más frecuentes para evitar que la nave espacial descendiera demasiado y golpeara a Mercury prematuramente. Los ingenieros ordeñaron hasta el último propulsor de caída, e incluso expulsaron el presurizado de helio de los tanques de combustible, para maniobrar la nave en las últimas semanas de la misión.

Durante una conferencia de prensa el 16 de abril, el científico del proyecto Sean Solomon revisó su lista de los «10 principales» resultados científicos. En lugar de detallarlos aquí, los invito a ver esa lista (junto con útiles animaciones) en el sitio web de la misión. Allí también encontrará las 10 innovaciones tecnológicas más importantes de la misión, presentadas por Daniel O’Shaughnessy (ingeniero de sistemas de la misión) y Helene Winters (gerente de proyectos).

¿Por qué Mercurio es tan oscuro?

Antes de que se estrellara contra Mercury el 30 de abril de 2015, la nave espacial Messenger transmitió esta instantánea del piso del cráter Jokai. Los detalles más pequeños tienen solo 2 metros (7 pies) de ancho.
NASA / JHU-APL / Carnegie Inst. de Washington

Uno de los resultados más inesperados de la misión es que las rocas y el polvo en la superficie de Mercurio contienen muy poco hierro. Es desconcertante, en realidad, porque este planeta tiene un enorme núcleo dominado por el hierro que ocupa las tres cuartas partes del diámetro del planeta y la mitad de su volumen . Así que los geoquímicos esperaban que la superficie del planeta contuviera una gran cantidad de minerales ricos en hierro.

Este hallazgo, curioso en sí mismo, tiene relación con otro misterio de Mercurio. La superficie del planeta es muy oscura, reflejando solo el 7% de la luz solar que la golpea. Eso es incluso más oscuro que la Luna. Los investigadores han sabido por mucho tiempo que la superficie lunar se vuelve menos reflectante con el tiempo debido a pequeños meteoritos que salpimentan el polvo lunar, derritiendo momentáneamente sus minerales de silicato que contienen hierro y creando pedazos submicroscópicos de hierro metálico. Estas partículas de hierro son las que hacen que la Luna parezca oscura. Pero dada la superficie pobre en hierro de Mercurio, se debe involucrar algún otro proceso.

En la edición del 31 de marzo de Nature Geoscience, un trío de investigadores dirigido por Megan Bruck Syal (Lawrence Livermore National Laboratory) ofrece una alternativa razonable. «Una cosa que no se ha tenido en cuenta es que Mercury es objeto de dumping por una gran cantidad de material derivado de los cometas», señala Syal en un comunicado de prensa de la Universidad de Brown.

Ella y sus colegas primero estimaron que la entrada de cometas y polvo cometario en los últimos 200 millones de años podría haber infundido la capa superior de tierra de Mercurio con 3% a 6% de carbono. Luego llevaron a cabo simulaciones de impacto en el Ames Vertical Gun Range de la NASA para confirmar que el carbono transportado por el cometa en realidad se quedaría, en forma de diminutos cúmulos de partículas llamados aglutinados.

Además, la superficie resultante tendría un espectro muy insulso, exactamente lo que Messenger encontró. «Mostramos que el carbono actúa como un agente de oscurecimiento furtivo», explica el miembro del equipo Peter Schultz (Brown University). «Desde el punto de vista del análisis espectral, es como una pintura invisible» que se ha estado acumulando en la superficie de Mercurio durante miles de millones de años.

Juego de Nombre del Messenger

A medida que la misión de Messenger disminuyó, su equipo se unió a la Carnegie Institution for Science y la International Astronomical Union para llevar a cabo un concurso de nomenclatura de cráteres. Las reglas de presentación fueron estrictas, por ejemplo, los nominados deben haber sido reconocidos como A-lister durante al menos 50 años y deben haber fallecido en 2011 o antes. Se concedió especial énfasis a las naciones y grupos culturales que han estado subrepresentados en otros cuerpos planetarios.

El concurso atrajo más de 3.600 entradas. Los cinco ganadores, anunciados el 29 de abril, son:

• Carolan (83.8 ° N, 31.7 ° E): llamado así por el músico y compositor irlandés Turlough O’Carolan (1670-1738)
• Enheduanna (48.3 ° N, 326.2 ° E): nombre del autor y poeta de la antigua Mesopotamia
• Karsh (35.6 ° S, 78.9 ° E): llamado así por Yousuf Karsh (1908-2002), fotógrafo de retrato armenio-canadiense
• Kulthum (50.7 ° N, 93.5 ° E): llamado así por Umm Kulthum (muerto en 1975), cantante, compositora y actriz egipcia
• Rivera (69.3 ° N, 32.4 ° E): nombre de Diego Rivera (1886-1957), pintor y muralista mexicano

Cinco cráteres en Mercurio ahora llevan nombres presentados por el público.
IAU / NASA / Messenger team

 

 

 

 

Sonda en superficie de cometa

Philae (sonda espacial)

Philae

Organización: Agencia Espacial Europea

Tipo de misión: Aterrizador

Fecha de lanzamiento: 2 de marzo de 2004

Lugar de lanzamiento: Kourou

Duración de la misión: misión finalizada 2014-2015

Página web: www.esa.int/rosetta

Masa: 100 kg

Energía: Energía solar fotovoltaica

Philae es el nombre del módulo de aterrizaje de la sonda espacial Rosetta, que el 12 de noviembre de 2014 se desprendió de la misma y descendió sobre el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko. Su descenso fue fallido ya que el sistema de gas a chorro que debía ser desplegado para evitar el rebote no funcionó, y tampoco se desplegaron los arpones de sus patas diseñados para un anclaje al cometa.¹​²​

Aunque abruptamente, es la primera nave que se posa sobre el núcleo de un cometa.

La masa total del módulo es de aproximadamente de 110 kg, de los cuales los instrumentos científicos en total tienen una masa de aproximadamente 27 kg.³​

El nombre de la sonda se debe a la isla Philae, donde se encontró un obelisco que sirvió, junto con la piedra Rosetta, para poder avanzar enormemente en el descifrado de los jeroglíficos egipcios. La isla Agilkia -que da nombre a la zona del cometa fijado para el aterrizaje de la sonda- es donde están una serie de templos antes situados en la isla Philae.⁴​

Objetivo

El objetivo de la sonda espacial Philae era aterrizar en la superficie de un cometa, fijarse en él y transmitir información sobre la composición del suelo. El sistema de cámaras a bordo de Philae, ÇIVA, mandó algunas imágenes antes de que los instrumentos fueran apagados por falta de energía; El sistema ROMAP tomó medidas de la magnetósfera marciana. La mayoría de los demás instrumentos necesitan contacto con la superficie para analizar y están ‘offline’ durante el vuelo. Se estimó inicialmente que el tiempo de la misión sería de cuatro a cinco meses.

Descenso

El 20 de enero de 2014 despertó del modo de hibernación en el que había permanecido 31 meses para prepararse para el tramo final de su viaje.⁵​ El 12 de noviembre de 2014, el módulo se desprendió de la sonda Rosetta para aterrizar en el punto seleccionado del cometa. Debido a que el módulo no posee propulsión propia ni sistemas de direccionamiento, la sonda Rosetta realizó una serie de complejos movimientos orbitales para finalmente ponerse en dirección de colisión con el cometa. En ese punto -estando a 22,5 km de la superficie- se desprendió Philae, y después Rosetta cambió su dirección para ponerse nuevamente en órbita.⁶​⁷​ Philae realizó un lento descenso que duró aproximadamente 7 horas.

Aterrizaje y actividad

Philae llegó a la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, aproximadamente a las 17 horas (GMT) del 12 de noviembre de 2014 tras un descenso de siete horas.⁷​⁸​⁹​

Tras la maniobra de aterrizaje, los arpones de Philae no consiguieron anclarse a la superficie del cometa, lo cual provocó que saliese «rebotado» hasta situarse en otra zona (bautizada como Abydos) a algo más de un kilómetro de distancia de la zona inicial.

Este cambio en el lugar de aterrizaje, provocó que el módulo Philae no pudiese recargar sus baterías, al encontrarse en una zona con menor exposición a la luz solar, por lo que el módulo solo permaneció activo durante menos de dos días completos y para luego entrar en hibernación.

El 13 de junio de 2015, el módulo volvió a emitir señales; la Agencia Espacial Europea confirmó que se restableció el contacto al recibir la sonda Rosetta una señal durante 40 segundos, según informó el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia. De esta manera el módulo recuperó su actividad tras un periodo de hibernación debido al agotamiento de sus baterías y su larga estancia en la sombra. Eso puede indicar que las baterías se reactivaron al exponerse al sol y que el aparato pudo resistir las condiciones climáticas y ambientales del cometa.¹⁰​¹¹​¹²​

Resultados científicos

En julio de 2015, científicos del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), presentaron en la revista Science¹³​ los resultados de los estudios y hallazgos que confirman la presencia de compuestos orgánicos considerados precursores de la vida, que intervienen en la formación de aminoácidos esenciales o de bases nucleicas en la superficie del cometa. En uno de estos estudios han participado investigadores españoles del Centro de Astrobiología perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), quienes explican que el Cometary Sampling and Composition (COSAC), uno de los principales instrumentos del módulo Philae, determinó la existencia de material orgánico en el cometa 67P.¹⁴​ Se encontraron, específicamente, 16 compuestos orgánicos, entre los que destacan acetamida, isocianato de metilo, propanal y acetona. Es la primera vez que se detectan estos compuestos en un cometa.²​

Galería

Representación del aterrizaje de Philae en el cometa. El aterrizaje real fue sobre una superficie mucho más escarpada.

Uno de los sistemas de anclaje sobre la superficie de Philae. En el aterrizaje real no funcionó.

Rosetta (sonda espacial)

Rosetta

Representación de la sonda espacial.

Información general

Organización: ESA

Estado: Finalizada

Fecha de lanzamiento: 2 de marzo de 2004¹​²​

Aplicación: Sonda de cometa

Masa: 3000 kg³​

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Heliocéntrica²​

Rosetta fue una sonda espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzada el 2 de marzo de 2004.¹​ La misión de la sonda fue la de orbitar alrededor del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko en 2014 y 2015, enviando un módulo de aterrizaje, Philae, a la superficie del cometa. Tanto el orbitador como el aterrizador disponían de numerosos instrumentos científicos para analizar minuciosamente el cometa y sus características, uno de los cuales contaba con una perforadora para tomar muestras internas. Los instrumentos científicos incluían diversos espectrómetros especializados en diferentes aspectos, que analizaban la superficie del cometa, la coma y los gases expulsados. Se hicieron recuentos y estadísticas de las formas, colores, velocidades etc, de las partículas expulsadas. También incluía la medición del núcleo por ondas de radio.

La necesidad de ahorro de combustible obligó a planificar una compleja trayectoria de vuelo que incluyó tres sobrevuelos a la Tierra y uno a Marte para obtener sendas asistencia gravitatorias en cuatro vueltas al Sol cerca de la órbita terrestre, lo que le permitió ir ganando velocidad en cada una de ellos y así poder alcanzar la alejada órbita del cometa de destino. Rosetta alcanzó unos 108.000Km/h para su viaje y los mantuvo entre noviembre de 2009 y agosto de 2014, colocándose muy por delante de las sondas Voyager 1, New Horizons y Voyager 2 en velocidad. Sin esta trayectoria y dichas asistencias gravitatorias, la cantidad de combustible necesario para alcanzar la órbita del cometa habría hecho impensable la misión.

Tras suspenderse por problemas técnicos en dos ocasiones,⁴​ la misión comenzó el 2 de marzo de 2004 a las 7:17 UTC cuando la sonda fue lanzada con un cohete Ariane 5 desde la base de lanzamiento de Kourou en la Guayana Francesa. El cohete Ariane ubicó exitosamente en una órbita elíptica (de 200 X 4000 km) la etapa superior y su carga. Cerca de dos horas después, a las 9:14 UTC, la etapa superior se encendió para alcanzar la velocidad de escape necesaria para vencer la atracción terrestre y entrar en una órbita heliocéntrica. 18 minutos después, la sonda Rosetta fue liberada.²​

Los cometas reflejan la forma en que era primitivamente nuestro sistema solar, y han sufrido muy pocas modificaciones desde hace más de 4000 millones de años.⁵​ Por eso estudiarlos es una tarea prioritaria para la ciencia. Hasta el proyecto de esta sonda, solamente se realizaron sobrevuelos a los cometas, y esta es la primera sonda que estudia detalladamente un cometa, tanto orbitando alrededor de él, como llegando a la superficie, lo que incluye la toma de muestras directamente⁵​ y hacer estudios de forma coordinada entre la sonda madre y su módulo. Después de comenzar a orbitar el cometa, se desprendió un módulo, llamado Philae, que se posó sobre su superficie.

El nombre de la sonda está inspirado en la piedra de Rosetta, y nombres egipcios en general, ya que, también, el nombre del módulo de aterrizaje, Philae, está inspirado en la antigua ciudad egipcia del mismo nombre (en la actualidad sumergida), donde existió un obelisco imprescindible y complementario en el descifrado del texto de la piedra Rosetta.⁵​¹​ Al igual que la Piedra de Rosetta sirvió para desvelar los misterios de la escritura jeroglífica egipcia, se espera que la sonda Rosetta desvele muchos misterios del sistema solar.¹​

El 12 de noviembre del 2014, el módulo de aterrizaje Philae se posó exitosamente sobre el cometa 67P;⁶​⁷​ pero dos días después debió pasar a estado de hibernación por disponer de escasa energía, en razón de la reducida cantidad de luz solar recibida en su posición de aterrizaje. El 13 de junio de 2015, la sonda Philae salió de hibernación luego de haber acumulado energía suficiente en sus baterías.⁸​

• El 30 de septiembre de 2016 a las 11:19 GMT, Rosseta llevó a cabo su última maniobra iniciando su trayecto para colisionar sobre el cometa desde una altitud de 19 km. El destino de Rosetta era un punto en el lóbulo inferior de 67P/Churyumov-Gerasimenko, cerca de una zona de fosas activas en la región de Ma’at. El descenso brindó a Rosetta la oportunidad de estudiar el entorno de gas, polvo y plasma más cercano a la superficie del cometa, así como de capturar imágenes de muy alta

Objetivos

El objetivo principal de la sonda es investigar la composición y características del cometa de destino, lo que puede dar información sobre la formación del sistema solar.¹⁰​ Existe una muy bien fundada suposición de que los cometas son los objetos menos modificados del sistema solar desde su formación hace 4600 millones de años.

Una hipótesis importante que puede ser confirmada es si el agua de la Tierra procede de los cometas que impactaron contra ella a partir de que se enfrió y la menor temperatura permitió retener el agua. Se cree que la mayor parte del agua de los océanos tiene esta procedencia, puesto que es difícil que esta agua sea un remanente de la formación original de la Tierra.¹⁰​

Otra pregunta crucial es si el agua de los cometas tiene materia orgánica y de qué clase.¹⁰​ La respuesta puede ayudar a entender el origen de la vida en la Tierra.

El cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko

Artículo principal: 67P/Churiumov-Guerasimenko

El objetivo inicial de la Misión Rosetta era el cometa 46P/Wirtanen, pero debido al retraso del lanzamiento original en enero de 2003, 67P/Churiumov-Guerasimenko fue seleccionado como cometa de reemplazo.¹¹​

67P/Churiumov-Guerasimenko es un cometa periódico que se encuentra atrapado en las proximidades del Sol, después de haber sido impulsado por Júpiter.¹²​

El cometa fue detectado por el astrónomo Klim Churyumov, de la Universidad de Kiev, Ucrania, gracias a imágenes captadas por su colega Svetlana Gerasimenko, del Instituto de Astrofísica de Dushanbe, Tayikistán,¹³​ en una expedición a Alma Ata, usando telescopios de 50 cm¹⁴​

Después de la llegada de Rosetta al cometa en agosto de 2014, fue posible obtener datos muy precisos sobre el cometa. Este nivel de información no se posee de ningún otro cometa. Por ejemplo, se sabe su masa, densidad, forma, tamaño y datos orbitales.¹⁵​

Cronograma

Cronograma de actividades de la sonda:¹⁶​¹⁷​

• 2 de marzo de 2004, lanzamiento desde la Guayana Francesa.
• 4 de marzo de 2005, primera asistencia gravitacional de la Tierra (sobrevuelo a la Tierra).
• 25 de febrero de 2007, asistencia gravitacional de Marte (sobrevuelo a Marte, a 250 kilómetros de su superficie¹⁸​).
• 13 de noviembre de 2007, segunda asistencia gravitacional de la Tierra (sobrevuelo a la Tierra).
• 5 de septiembre de 2008, encuentro y fotografías del asteroide (2867) Šteins.
• 13 de noviembre de 2009, tercera asistencia gravitacional de la Tierra (sobrevuelo a la Tierra).
• 10 de julio de 2010, encuentro y fotografías del asteroide (21) Lutetia.
• 9 de junio de 2011, entra en hibernación completa.
• 20 de enero de 2014, sale de la hibernación para prepararse para el encuentro con el cometa.
• Mayo de 2014, mayor acercamiento al cometa y maniobra para preparar la puesta en órbita.
• Agosto de 2014, puesta en órbita alrededor del cometa y comienzo del cartografiado de su superficie.
• 12 de noviembre 2014, el módulo de aterrizaje Philae es lanzado desde Rosetta, para posarse sobre la superficie del cometa. Comienzan los estudios químicos y físicos del cometa.
• Agosto de 2015, mayor aproximación al Sol (perihelio de la órbita del cometa).
• Diciembre de 2015, final nominal de la misión.

Retraso en el lanzamiento

En el momento del planteamiento y diseño de la sonda, el objetivo era el estudio del cometa 46P/Wirtanen.¹⁹​

El lanzamiento estaba previsto para el 12 de enero de 2003, y después de las asistencias gravitacionales de la Tierra y Marte, maniobraría para llegar a la órbita del cometa el 29 de noviembre de 2011, para posteriormente, en agosto de 2012, hacer aterrizar al módulo Philae sobre el cometa y comenzar las mediciones y experimentos.¹⁹​

También estaba previsto originalmente el sobrevuelo a dos asteroides en el cinturón de asteroides: (4979) Otawara y (140) Siwa.²⁰​²¹​

Sin embargo, pocos días antes del lanzamiento, el 6 de enero de 2003 se anunció que se retrasaría dos días el lanzamiento de la sonda²²​ debido a la detección y estudio de una anomalía en el lanzamiento de Ariane 5 el 11 de diciembre de 2002.²³​

Posteriormente, la ESA anunció que no se lanzaría la sonda en enero, perdiendo la ventana de lanzamiento de enero para alcanzar al cometa 46P/Wirtanen, lo que obligó a buscar un nuevo objetivo para la sonda. Finalmente, en mayo de 2003, la ESA decidió que el nuevo objetivo sería el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko, y el lanzamiento sería postergado hasta marzo de 2004.¹¹​ El lanzamiento sería con otro cohete Ariane de mayor capacidad (10 toneladas),²⁴​ frente al cohete de 3 toneladas de la planificación original.²⁵​ Este cambio implicó también el aumento en el presupuesto de mil millones de dólares adicionales.²³​

Otro cambio importante debido a la modificación de la trayectoria de vuelo por el retraso, fue que se seleccionaron otros dos asteroides diferentes en el cinturón de asteroides para su sobrevuelo y estudio. Fueron (2867) Šteins y (21) Lutetia.²⁰​

Trayectoria de vuelo

Trayectoria de Rosetta.
1 – marzo de 2004: lanzamiento de Rosetta ✓
2 – marzo 2005: primera asistencia gravitacional de la Tierra ✓
3 – febrero 2007: asistencia gravitacional de Marte ✓
4 – noviembre 2007: segunda asistencia gravitacional de la Tierra ✓
5 – septiembre 2008: sobrevuelo del asteroide Steins ✓
6 – noviembre 2009: tercera y última asistencia gravitacional de la Tierra ✓
7 – julio 2010: cita con el asteroide 21 Lutecia ✓
8 – julio 2011: puesta en hibernación de la sonda ✓
9 – enero 2014: reactivación de la sonda ✓
10 – agosto 2014: puesta en órbita alrededor del cometa ✓
11 – 12 de noviembre 2014: aterrizaje de Philae en la superficie del cometa ✓
12 – diciembre 2015: fin previsto de la misión ✓

La nave pasó tres veces cerca de la Tierra y una vez cerca de Marte para lograr, diez años después, el encuentro con el cometa. En la última etapa, cuando la sonda alcanzó la órbita de Júpiter, la sonda hibernó durante 31 meses, el periodo en que más lejos del Sol se encontraría en toda su trayectoria.²⁶​

El primer encuentro de Rosetta con un planeta, después de su lanzamiento, tuvo lugar el 4 de marzo de 2005, cuando se acercó a la Tierra, que le proporcionó el impulso gravitacional necesario para que la sonda tomara una trayectoria que la llevara a alcanzar Marte dos años más tarde.¹⁶​ El vuelo de reconocimiento la acercó a unos 250 km de la superficie de Marte, desde donde realizó observaciones científicas.¹⁸​ Después del sobrevuelo a Marte, Rosetta se dirigió a su segundo encuentro con la Tierra el 13 de noviembre del mismo año.¹⁶​ Los tres encuentros planetarios proporcionaron el impulso orbital necesario para que Rosetta pudiese adentrarse en el cinturón de asteroides, donde tuvo un acercamiento al asteroide Šteins, a unos 800 km, del que obtuvo muchas fotografías.³​

La sonda estuvo expuesta a un factor de variación de luz solar de 40. Como Rosetta viaja más allá de la órbita de Marte, depende de paneles solares especialmente diseñados por la ESA para poder captar la baja cantidad de energía proveniente del Sol a esas distancias.

El tercer y último encuentro con la Tierra en noviembre de 2009 envió a Rosetta hacia la órbita de 67P/Churiumov-Guerasimenko.

A mediados de 2011, cuando estuvo ubicada a unos 800 millones de kilómetros del Sol, la sonda encendió su motor principal para ubicarse en una trayectoria de intersección con la órbita del cometa. El 20 de enero de 2014, Rosetta fue activada y se preparó para una fase de acercamiento que duraría seis meses.

Sobrevuelos de asteroides

Debido a la trayectoria de vuelo, en la que requirió más de una asistencia gravitacional de la Tierra y Marte, la sonda pasó dos veces por el cinturón de asteroides, teniendo dos encuentros relativamente cercanos con dos asteroides, de los cuales obtuvo muchas fotografías.

Sobrevuelo de Šteins

El 5 de septiembre de 2008, Rosetta sobrevoló el asteroide (2867) Šteins, un asteroide irregular de tipo E, de unos 4,6 km de diámetro, a una distancia mínima de unos 800 km. El encuentro tuvo lugar a 360 millones de kilómetros de la Tierra y a una velocidad relativa de 8,62 km/s.³​

Sobrevuelo de Lutetia

El 10 de julio de 2010, Rosetta sobrevoló un segundo asteroide, (21) Lutetia. La máxima aproximación fue de 3162 km, y a una velocidad relativa de 15 km/s. La sonda tomó numerosas fotografías en el lapso de un minuto que duró el sobrevuelo. Adicionalmente, hizo estudios durante el sobrevuelo sobre una posible atmósfera muy tenue, posible campo magnético y posibles fragmentos de polvo flotando cerca de la sonda.²⁷​ Para ello utilizó diversos instrumentos de la sonda, incluyendo algunos del módulo de aterrizaje Philae.²⁷​

Observación de los restos de una colisión de asteroides

El 10 de marzo de 2010, poco después de la cuarta y última asistencia gravitacional (que fue con la Tierra), se dirigió la cámara OSIRIS hacia los restos de una colisión entre asteroides.²⁸​²⁹​

Inicialmente, al observar desde la Tierra esos restos, se pensó que se trataba de un cometa que se designó con el nombre P/2010 A2, y se lo definió como un cometa periódico. Sin embargo, al observar mejor el supuesto cometa, se notaron anormalidades, algo así como un cometa sin núcleo. Entonces se dispuso que el Telescopio espacial Hubble tomara imágenes del cometa. Además, la sonda Rosetta se encontraba casualmente cerca del objetivo, por lo que también se dispuso que la cámara OSIRIS de la sonda tomara fotografías. Con las fotografías obtenidas por las dos partes, se determinó que el supuesto cometa era en realidad los restos de una colisión entre asteroides, que ocurrió aproximadamente el 10 de febrero de 2009. La colisión resultó, después de un año de ocurrida, por la gravedad del Sol y la presión del viento solar, en una gran área dispersa en el espacio de gas, polvo y fragmentos, lo que hacía que se viera como la coma de un cometa.²⁸​²⁹​

Etapa «Despierta Rosetta» y campaña popular

Luego de 31 meses de hibernación completa de la sonda Rosetta, tiempo en el que su trayectoria fue de acercamiento al cometa, la sonda salió de su hibernación el 20 de enero de 2014 para comenzar la toma de las fotografías a distancia del cometa y hacer las correcciones orbitales necesarias.

Para el evento, el 10 de diciembre de 2013 la ESA lanzó una campaña propagandística con el título «Despierta Rosetta». A tono informal (y jocoso), la ESA indica que es muy difícil despertar sin café, y muy lejos del Sol, por lo que solicitó ayuda a la ciudadanía para que mucha gente gritara «despierta Rosetta» el día 20 de enero, y que Rosetta pudiera despertarse. La campaña se basó en un concurso de vídeos en los que se debía incluir las palabras «Despierta Rosetta». Los vídeos ganadores se recompensaron con premios, entre los que se incluye la asistencia a la celebración oficial cuando Philae (el aterrizador) descendió sobre el cometa. Además, el vídeo ganador fue transmitido a la sonda el día 20 de enero, por medio de las antenas de la ESA.³⁰​³¹​

Hibernación y reactivación en enero de 2014

La sonda estaba programada para entrar en hibernación durante muchos meses, mientras se acercaba al afelio de la órbita del cometa y lentamente le daba alcance, justamente cuando se encontraba a la mayor distancia del Sol en toda su trayectoria.³²​

El 8 de junio de 2011 se terminaron de apagar todos los instrumentos (antes ya se habían apagado algunos) y la sonda entró en hibernación completa durante 957 días (cerca de dos años y medio). Durante el periodo de hibernación, la sonda se puso en movimiento de rotación para evitar que se calentara más un lado que otro.³²​

El 20 de enero de 2014, a las 10 de la mañana (hora UTC) -obedeciendo a la programación preestablecida-, se reactivó y encendió sus sistemas, encendió su propulsor para eliminar el movimiento de rotación, calentó los instrumentos y sensores, y orientó su antena hacia la Tierra para enviar su señal de confirmación de despertado. Este proceso tardó varias horas, y a las 18:18 UTC la sonda envió su señal de confirmación, lo que causó alegría entre los técnicos y cientos de seguidores del proyecto.³²​

Luego de la comprobación de todos los sistemas, los técnicos concluyeron que todo estaba según lo esperado: la temperatura, energía almacenada, generación de energía por los paneles solares y otros datos generales están dentro de los parámetros normales y esperados, por lo que en general la sonda seguirá su misión con normalidad.³³​

Como dato anecdótico queda el hecho de que el puesto de control de la ESA no fue el único en captar la señal del despertar de Rosetta. Lo hizo también un radioaficionado con sus propios medios.³⁴​

Despertar de Philae

Dos meses después del despertar de la sonda, el módulo Philae fue despertado el día 28 de marzo de 2014. Como era de esperar, después de una hora y cuarenta minutos que tarda la señal en llegar desde la sonda, apareció el mensaje de Philae indicando que todo estaba en orden.³⁵​

Críticas a la ESA por la escasa información publicada

Cuando la sonda se iba acercando al cometa, entre julio y agosto de 2014, muchas instituciones y redes sociales esperaban fotografías e información de cada vez mayor calidad. Sin embargo la ESA, siguiendo una política interna, no publica la información ni las fotografías, sólo indicando que lo harán cuando terminen de analizar todo (es decir, luego de muchos meses o años), y si es que lo ven conveniente.³⁶​

Esto produjo muchas críticas en diversos medios, aludiendo principalmente a que la ESA es una institución pública que funciona con fondos públicos, y que esa política de falta de información aleja a los aficionados en lugar de crear mayor expectación, algo tan necesario en el momento actual, en que a nivel mundial se le da baja prioridad a la investigación espacial.³⁷​³⁸​

Cartografiado del cometa

Vista cercana del relieve atormentado y de los chorros de gas y polvo expulsados por el núcleo del cometa, montaje realizado a partir de la NAVCAM a bordo de Rosetta.

El 6 de agosto de 2014, la sonda arribó a las inmediaciones del cometa, acercándose hasta 100 km, lo que permitió comenzar con una órbita forzada (sobre la base de impulsos de cohete de la propia nave). La órbita que describió fue una especie de triángulo alrededor del cometa, durante muchos días hasta estabilizar la órbita al acercarse más.³⁹​⁴⁰​ Ya a esa distancia se pudo empezar a conocer mucho mejor el cometa y la cartografía empezó a ser desarrollada.

Vista del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko tomada por Rosetta el 11 de agosto de 2014 a una distancia de unos 102 km del cometa.

Imágenes del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko tomadas por Rosetta a una distancia de 7,8 km de la superficie del cometa. El lóbulo superior (el más grande de este cometa semejante a un patito de goma), ocupa las imágenes superiores, mientras que el cuello es lo que aparece en las inferiores. El lóbulo pequeño queda fuera de la vista hacia la derecha. Montaje de cuatro imágenes.

Fecha	Distancia	Información
6 de agosto de 2014	100 km	Llegada de la sonda a las inmediaciones del cometa
10 de agosto de 2014		Segundo acercamiento a 100 km
13 de agosto de 2014		Tercer acercamiento a 100 km
20 de agosto de 2014	80 km
24 de agosto de 2014	50 km	Primer acercamiento a 50 km
27 de agosto de 2014		Segundo acercamiento a 50 km
31 de agosto de 2014		Tercer acercamiento a 50 km
3 de septiembre de 2014		Inicio del cartografiado global
10 de septiembre de 2014	30 km
24 de septiembre de 2014		Primera incursión en la parte oscura
29 de septiembre de 2014	20 km
10 de octubre de 2014	10 km
12 de noviembre de 2014		Philae aterriza en el cometa
Fuente: ESA39​

Descenso sobre el cometa

Emplazamiento

En agosto de 2014¹⁶​ Rosetta empezó a acompañar al núcleo del cometa para producir un detallado mapa que permitió seleccionar un sitio de aterrizaje para el módulo de aterrizaje Philae.⁴¹​ Después de muchos estudios y consideraciones de los científicos encargados, se seleccionó el lugar de aterrizaje, ubicado en el extremo exterior del lóbulo menor del cometa.⁴²​ Inicialmente se llamó «J» al sitio (debido a que había muchas alternativas de identificación, cada una con una letra) y se confirmó esta elección el 15 de octubre. No obstante, decidió hacerse un concurso público para buscar un nombre más adecuado.

El 5 de noviembre, el director del proyecto, Fred Jansen, declaraba que el nombre del emplazamiento cambiaba por «Agilkia», por la analogía con otro ambicioso esfuerzo técnico de traslado de un templo egipcio desde la isla Philae a la isla egipcia homónima (para salvarlo de la inundación de la presa de Asuán en su creación). Como premio del concurso, el comité invitó al autor de esta propuesta, el francés Alexandre Brouste, a seguir en directo la misión desde el mismo Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) en Darmstadt (Alemania).⁴³​

Desacoplamiento y aterrizaje

El 12 de noviembre de 2014 a las 8:35 UTC, Rosetta liberó a Philae y descendió a 22,5 km desde el centro del cometa, con un aterrizaje programado para siete horas más tarde en Agilkia.⁴³​

La aceleración de la gravedad en la superficie del cometa se ha estimado para la simulación a 10^-3 m/s², es decir, una diezmilésima parte de la de la Tierra.⁴⁴​ Debido al tenue campo gravitatorio del cometa, Philae, que tiene una masa de 110 kg,⁴⁵​ tuvo una levísima atracción, hasta que finalmente llegó a posarse en la superficie del cometa. Sin embargo, no es despreciable la pequeña fuerza del impacto, por lo que sin duda fue el momento más crítico de la misión.⁴⁶​ Gerhard Schwehm (científico del proyecto Rosetta⁴⁷​) en tono de broma indicó:⁴⁶​

Será como darte un coscorrón contra un muro mientras andas despacito, es decir, nada de lo que no podamos recuperarnos.

Para fijarse a la superficie y evitar rebotar en el aterrizaje, la sonda debía lanzar dos arpones que pretendían anclarla a la superficie.⁴¹​ Sin embargo, los arpones no funcionaron y la sonda rebotó en el cometa. Teniendo en cuenta el tiempo de viaje de la señal de Rosetta hasta la Tierra, hasta las 16:00 UTC no hubo confirmación del aterrizaje.⁴³​ Rosetta continuó sus observaciones del núcleo del cometa hasta diciembre de 2015 y tuvo un lugar privilegiado de observación cuando el cometa entró en un período de actividad al aproximarse al Sol en su perihelio en octubre de 2015.

Resultados científicos

Muchos fueron los resultados científicos que arrojó la sonda, incluyendo algunos que desmoronaron teorías anteriormente completamente aceptadas.

Destaca el resultado que arrojó el instrumento Rosina, analizando el agua de la coma del cometa. La teoría generalmente aceptada hasta antes de estas mediciones era que el agua de la tierra proviene de los cometas, cuando cayeron sobre la tierra aportando el agua que contenían. Esta teoría fue desmentida al comprobarse que la composición de isótopos y otros elementos del agua del cometa es completamente diferente a la composición de los océanos de la tierra. Frente a estos resultados, y en forma preliminar, surgió la teoría de que el agua de los océanos fue aportado por los asteroides, al no haber sido por los cometas.⁴⁸​

Otro importante resultado fue conseguido al medir el magnetismo del cometa con el uso conjunto de un instrumento en Rosetta y otro en Philae. Mientras Philae descendía sobre el cometa, e incluso luego de los rebotes, el ascenso y el nuevo descenso, se midió el magnetismo tanto en Philae como en Rosetta.

Los resultados llevan a la conclusión de que el cometa carece de campo magnético.

En la sonda principal (Rosetta) la medición fue hecha por el sensor MAG del instrumento RPC, y en Philae por el instrumento ROMAP.

Si es que el cometa tuviese campo magnético, las mediciones de Philae al acercarse al cometa, tendrían que haber ido en aumento, y exactamente lo contrario al alejarse. Sin embargo, en todo momento, tanto Philae como Rosetta arrojaron el mismo magnetismo, lo que indica que se trata de un magnetismo general de la zona y no propio del cometa, seguramente causado por el viento solar.

Anteriormente estaba aceptada la hipótesis de que el campo magnético de pequeños objetos, al momento de la formación del sistema solar hace más de 4000 millones de años, jugaron un papel importante en los acontecimientos hasta llegar a la forma actual. Sin embargo, con este descubrimiento puede descartarse esa hipótesis.⁴⁹​

Por supuesto, si el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko es un cometa atípico, todos estos descubrimientos no pueden ser extrapolados a todo el sistema solar.

El 27 de mayo de 2016 se informó que Rosetta había encontrado en el cometa ingredientes considerados cruciales para el origen de la vida en la Tierra en concreto el aminoácido glicina, común en las proteínas, y el fósforo, un componente esencial del ADN y de las membranas celulares. ⁵⁰​ La glicina es el aminoácido más simple y pequeño y el único no quiral.

Características técnicas de la sonda

Estructura de la sonda Rosetta con la ubicación de sus instrumentos científicos

La masa total de la sonda (al momento del lanzamiento) es de aproximadamente 3000 kilogramos, de los cuales 1670 kilogramos es el propelente de cohetes; es decir, algo más de la mitad. El aterrizador Philae tiene una masa de 100 kilogramos y todos los instrumentos científicos del orbitador 165 kilogramos.⁵¹​

El sistema de propulsión es la parte vital de la sonda. En el centro de la sonda se encuentran dos tanques largos de propelente. El superior contiene el combustible y el inferior el oxidante.⁵¹​ Como sistema de propulsión fue seleccionado un estándar de 10 Newtons de fuerza, que utiliza monometilhidracina como combustible y tetróxido de dinitrógeno como oxidante.⁵²​ Tanto la recámara de combustión como las toberas están fabricadas con una aleación de platino sin recubrimiento, y preparada para resistir temperaturas de 1500 °C, que es la temperatura óptima de trabajo, y preparada también para soportar la presión (en la recámara), que será de entre 900 y 2300 kPa.⁵²​

Instrumentos científicos del orbitador

Los gases arrojados por 67P/Churiumov-Guerasimenko serán analizados por los instrumentos científicos a bordo de Rosetta, permitiéndole examinar su composición química exacta y de esta manera determinar las condiciones existentes hace 4500 millones de años, cuando se formó el Sistema Solar.

Los instrumentos científicos están agrupados en la parte superior de la sonda, mientras que los instrumentos de soporte se encuentran en la parte inferior.⁵¹​

Los instrumentos científicos a bordo del orbitador son los siguientes:

• ALICE analizará los gases de la coma y la cola, y medirá la cantidad de agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono. (Investigador principal: Alan Stern, Southwest Research Institute, Estados Unidos).⁵³​
• CONCERT analizará la estructura interior del núcleo del cometa por medio del examen de la reflexión y difracción de ondas de radio que lo atravesarán. Parte de este instrumento se aloja también en el aterrizador Philae. (Investigador principal: Wlodek Kofman, Instituto de Paleontología y Astrofísica de Grenoble, Francia).⁵⁴​
• COSIMA analizará el polvo expulsado por el cometa, determinando si son compuestos orgánicos o inorgánicos, con un espectrómetro de masa. (Investigador principal: Martin Hilchenbach, Sociedad Max Planck, Alemania).⁵⁵​
• GIADA medirá el momento, las velocidades y masas de los granos de polvo provenientes tanto del núcleo como de otras partes del espacio. (Investigadora principal: Alessandra Rotundi, Universidad Parthenope, Italia).⁵⁶​
• MIDAS examinará los granos de polvo determinando la cantidad, tamaño, volumen y forma, con la ayuda de un microscopio de fuerza atómica. (Investigadores principales: Mark Bentley, instituto Weltraumforschung, Austria, Willi W. Riedler, Academia austriaca de ciencias, Austria).⁵⁷​⁵⁸​
• MIRO analizará el vapor a través de las marcas de microondas. Determinará la cantidad de los principales gases, la tasa de desgasificación del núcleo y la temperatura por debajo de la superficie. (Investigador principal: Samuel Gulkis, JPL, Estados Unidos).⁵⁹​
• OSIRIS permitirá cartografiar la superficie del cometa en gran detalle a través de cámaras de alta resolución. (Investigador principal: Holger Sierks, Sociedad Max Planck, Alemania).⁶⁰​
• ROSINA Por medio de dos espectrómetros se determinará la composición de la atmósfera e ionósfera del cometa, y la velocidad de las partículas cargadas. (Investigador principal: Kathrin Altwegg, Universidad de Berna, Suiza).⁶¹​⁶²​
• RPC analizará las propiedades físicas del núcleo y la estructura de la coma por medio de cinco sensores. También analizará la interacción con el viento solar. (Investigadores principales: Hans Nilsson, Instituto suizo de física del espacio, Suiza; James Burch, Instituto de Investigación del Suroeste, Estados Unidos; Anders Eriksson, Instituto suizo de física del espacio, Suiza; Karl-Heinz Glassmeier, Universidad Técnica de Brunswick, Alemania; Jean-Pierre Lebreton, Laboratorio de física y química del espacio, Francia; Christopher Carr, Escuela Imperial de Londres, Reino Unido).⁶³​
• RSI, usando las frecuencias de radio normales de transmisión de la sonda, medirá la masa y la gravedad del núcleo del cometa, y también deducirá la densidad y estructura interna del núcleo. (Investigador principal: Martin Pätzold, Universidad de Colonia, Alemania).⁶⁴​
• VIRTIS, por medio de un espectrómetro, anotará la temperatura de toda la superficie del cometa. También estudiará las características y las condiciones físicas de la coma. También se usarán estos datos para determinar el lugar del aterrizaje de Philae. (Investigador principal: Fabrizio Capaccioni, Instituto de astrofísica y planetología espacial, Italia).⁶⁵​

Philae, el módulo de aterrizaje

Maqueta del módulo Philae

Se verificó el mejor sitio para que el aterrizaje del módulo Philae mientras la sonda orbitaba; se desprendió y se posó en la superficie del cometa para quedar anclado en el mismo y empezar los experimentos y estudios científicos.

Philae fue diseñado por la ESA, en colaboración internacional liderada por Alemania, Francia e Italia.

La masa total del aterrizador es aproximadamente de 110 kg, de los cuales los instrumentos científicos en total tienen una masa de aproximadamente 27 kg.⁴⁵​

Gracias a las imágenes de alta resolución del orbitador, los operadores de la misión fueron capaces de enviar el módulo de aterrizaje a posarse en el núcleo del cometa. Este procedimiento se realizó a una velocidad de 5 km/h, permitiendo al módulo anclarse sobre el núcleo. Después, varios instrumentos miniaturizados examinaron la superficie. El módulo también lleva una pequeña estación de radio para el experimento CONSERT con el orbitador.

Instrumentos científicos del módulo de aterrizaje

• APXS Espectrómetro de rayos X y Rayos alfa que permitirá obtener información de la composición elemental de la superficie del cometa. (Investigador principal: Göstar Klingelhöfer, Universidad de Maguncia, Alemania).⁸³​
• ÇIVA Seis cámaras que aportarán imágenes panorámicas de las superficie.(Investigador principal: Jean-Pierre Bibring, Instituto de Astrofísica espacial, Francia).⁸⁴​
• CONCERT analizará la estructura interior del núcleo del cometa por medio del examen de la reflexión y difracción de ondas de radio que lo atravesarán. Parte de este instrumento se aloja también en el orbitador. (Investigador principal: Wlodek Kofman, Instituto de Paleontología y Astrofísica de Grenoble, Francia).⁵⁴​
• COSAC, al igual que PTOLEMY, es un analizador de gas. Detectará e identificará moléculas orgánicas complejas, además de analizar su composición molecular. (Investigador principal: Fred Goesmann, Instituto Max Planck para la investigación del Sistema Solar, Alemania).⁸⁵​
• PTOLEMY, al igual que COSAC, es un analizador de gas. Medirá con precisión la cantidad de isótopos presentes de las partículas ligeras. (Investigador principal: Ian Wright, Universidad Abierta del Reino Unido).⁸⁶​
• MUPUS Se trata de múltiples sensores en los arpones de sujeción de Philae, que medirán la densidad y las propiedades térmicas y mecánicas de la superficie del cometa. Adicionalmente consta de un martillo eléctrico para clavar los arpones a pequeños golpes.⁸⁷​ (Investigador principal: Tilman Spohn, Centro Aeroespacial Alemán).⁸⁸​⁸⁷​
• ROLIS Cámara de alta resolución, que obtendrá imágenes del descenso al cometa y -una vez en la superficie- obtendrá panorámicas estereoscópicas. (Investigador principal: Stefano Mottola, Centro Aeroespacial Alemán).⁸⁹​
• ROMAP Magnetómetro y monitoreo de plasma para estudiar el magnetismo local y el generado por la interacción con el viento solar. (Investigador principal: Hans-Ulrich Auster, Universidad Técnica de Braunschweig, Alemania; István Apáthy, Hungría).⁹⁰​
• SD2 Es un taladro que perforará la superficie del cometa hasta 20 centímetros. Colectará el material que se vaya extrayendo y lo enviará a los instrumentos COSAC, ÇIVA y PTOLEMY para su análisis. (Investigadora principal: Amalia Ercoli-Finzi, Politécnico de Milán, Italia).⁹¹​⁹²​
• SESAME Consta de tres instrumentos diferenciados que medirán las capas superiores del cometa: 1.- La forma en que se transmite el sonido (CASSE). 2.- las características eléctricas (PP). 3.- La caída de polvo (DIM). (Investigadores principales: CASSE: Klaus Seidensticker, Centro Aeroespacial Alemán. PP: Walter Schmidt, Instituto Meteorológico Finlandés. DIM: Harald Krueger, Instituto Max Planck para la investigación del Sistema Solar).⁹³​

Turista espacial de pago

Soyuz TM-32

Programa Soyuz

Insignia de la misión

Datos de la misión

Misión: Soyuz TM-32

Indicativo: Uran

Número de tripulantes: 3

Lanzamiento: 28 de abril de 200107:37:20 UTC Baikonur LC1

Aterrizaje: 3 de octubre de 200105:00:00 UTC 46°44′58″N 69°42′58″E Cerca de Arkalyk

Duración de la misión: 185 días 21 horas 22 minutos 40 segundos

Datos de las órbitas

Número de órbitas: ~3.025

 Operador: Rosaviakosmos

ID de COSPAR: 2001-017A

SATCAT no.: 26749

Propiedades de la nave espacial

Tipo de nave espacial: Soyuz-TM

Fabricante: RKK Energia

Señal de llamada: Криста́лл (Kristall)

 

De izquierda a derecha: Dennis Tito, Talgat Musabayev y Yuri Baturin

La Soyuz TM-32 una misión espacial rusa con tripulación lanzada el 28 de abril de 2001. Su objetivo era transportar una nueva tripulación y suministros a la Estación Espacial Internacional. Esta misión marcó un hito por ser la nave que llevó a Dennis Tito al espacio como el primer turista espacial de pago.

Tripulación

Despegaron

• Talgat Musabayev (3) – Comandante – Kazajistán
• Yuri Baturin (2) – Ingeniero de Vuelo
• Dennis Tito (1) – Participante espacial –  Estados Unidos

Aterrizaron

• Viktor Afanasyev (4) – Comandante
• Claudie Haigneré (2) – Ingeniero de Vuelo –  Francia
• Konstantin Kozeyev (1)

(1) número de vuelos espaciales completados por cada tripulante, incluyendo esta misión.

Parámetros de la misión

• Masa: ? kg
• Perigeo: 193 km
• Apogeo: 247 km
• Inclinación: 51,6°
• Periodo: 88,6 min

Acoplamiento con la ISS

• Acoplado a la ISS: 30 de abril de 2001, 07:58 UTC (al puerto nadir del Zaryá)
• Desacoplado de la ISS: 19 de octubre de 2001, 10:48 UTC (desde el puerto nadir del Zaryá)
• Acoplado a la ISS: 19 de octubre de 2001, 11:04 UTC (al módulo Pirs)
• Desacoplado de la ISS: 31 de octubre de 2001, 01:38 UTC (desde el módulo Pirs)

Resumen de la misión

La TM-32 llevó una tripulación de tres hombres (dos rusos y un americano, este último no era un astronauta profesional) a la Estación Espacial Internacional, ISS. Se acopló automáticamente con la ISS a las 07:57 UT del 30 de abril de 2001, justo unas pocas horas después de que el transbordador espacial Endeavour en la misión STS-100 se desacoplara. La nueva tripulación permaneció en la estación durante una semana y regresó en la Soyuz TM-31, que había estado acoplada a la estación, o cerca de ella, desde noviembre de 2000 funcionando como un «bote salvavidas» para la tripulación a bordo (Expedición 1 y 2).

Como un nuevo bote salvavidas para la Expedición 2 y luego para la Expedición 3, la TM-32 permaneció acoplada a la estación durante seis meses (excepto durante un pequeño periodo cuando fue desplazada entre los puertos de atraque) y finalmente, el 31 de octubre, trajo de vuelta a casa dos cosmonautas y un astronauta de la ESA que había llegado una semana antes en la Soyuz TM-33.

Enlaces externos

NASA Soyuz-33/Soyuz-32 (return) Taxi Crew (en inglés)

• Portal de vuelos espaciales

• NASA Soyuz-33 / Soyuz-32 (retorno) Equipo de taxi

← Soyuz TM-31

Soyuz TM-33 →

El Soyuz TM-32 permaneció acoplado a la estación hasta octubre; durante este tiempo sirvió como bote salvavidas para la tripulación de la Expedición 2 y más tarde para la tripulación de la Expedición 3 . En octubre aterrizó la tripulación de la ISS EP-2 , que había sido lanzada por Soyuz TM-33 .

• Atracado a la ISS: 30 de abril de 2001, 07:58 UTC (al puerto nadir de Zarya )
• Desacoplado de la ISS: 19 de octubre de 2001, 10:48 UTC (desde el puerto nadir de Zarya )
• Acoplado a ISS: 19 de octubre de 2001, 11:04 UTC (al módulo Pirs )
• Desacoplado de ISS: 31 de octubre de 2001, 01:38 UTC (desde el módulo Pirs )

Soyuz TM-32 saliendo de la ISS

Turista espacial. Viajes espaciales. Astronáutica

Primer turista espacial

Dennis Anthony Tito

Nacimiento: 8 de agosto de 1940

Estados Unidos, Queens, Nueva York

Agencia espacial: Agencia Espacial Soviética

Misiones: Soyuz TM-32

Dennis Anthony Tito (8 de agosto de 1940, Queens, Nueva York) es un multimillonario estadounidense famoso por ser el primer turista espacial de la historia.

Vida

Tito nació en Queens, New York, dentro de una familia de emigrantes italianos de origen campesino y poca educación. Fue un niño muy despierto y soñador con excelentes calificaciones escolares. En 1962 se graduó en ingeniería astronáutica y aeronáutica, estudios que completó en 1964 con un grado de máster en ingeniería científica. A fines de ese año entró a trabajar como ingeniero de la NASA, donde participó durante cinco años en proyectos como las sondas espaciales Mariner IV, la Mariner V y la Mariner IX.

Desde los años 70 Tito dedicó su tiempo a las finanzas en Wall Street, lo que le convirtió en millonario, creando un fondo de inversiones y fundando la compañía Wilshire Associates, no obstante la NASA lo llamó nuevamente para varias colaboraciones en ingeniería.

El multimillonario Dennis Anthony Tito, nacido el 8 de agosto de 1940 en Nueva York, ostenta el título de ser el primer turista espacial de la historia. Desde que en 1957 viera el lanzamiento del Sputnik I, Tito no paró de soñar con viajar al espacio. El camino para conseguir su sueño fue arduo.

Tito no poseía los requisitos físicos para ser astronauta, ni formaba parte de las Fuerzas Armadas de Estados Unidos. Su primera oportunidad fue en 1990, gracias al Programa de Invitados de la URSS, pero la desintegración de la Unión Soviética en 1991 acabó con esta posibilidad. En el año 2000, Tito pudo haber viajado al espacio con la compañía holandesa MirCorp, pero la decisión del gobierno ruso de destruir la MIR arruinó el plan.

Finalmente, y gracias al apoyo de Edwin Aldrin y a los 20 millones de dólares que pagó Tito a la administración espacial rusa, consiguió incorporarse a la tripulación de la Soyuz TM-32, que fue lanzada el 28 de abril de 2001. El objetivo de esta misión era transportar una nueva tripulación y suministros a la Estación Espacial Internacional (ISS).

Dennis Anthony Tito permaneció en la estación durante una semana y regresó a la Tierra en la Soyuz TM-31. Esta nave llevaba acoplada a la estación desde noviembre del año 2000, por si era necesaria utilizarla urgentemente por la tripulación de la ISS.

A la edad de sesenta años de edad, Tito se convirtió en el primer turista espacial y en la segunda persona más vieja en llegar al espacio, sólo superado por John Glenn. Tras su regreso, el 6 de mayo del 2001, Tito comentó emocionado: «Vengo del paraíso».

Más información en: http://www.spacefacts.de/mission/english/soyuz-tm32.htm

Satélite regresa con muestras de cometa

Stardust (sonda espacial)

Stardust

Representación artística de la sonda Stardust

Información general

Organización: NASA

Estado: Finalizada

Fecha de lanzamiento: 7 de febrero de 1999

Aplicación: Sonda de cometa

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Heliocéntrica

Stardust es una sonda espacial estadounidense interplanetaria lanzada el 7 de febrero de 1999 por la NASA. Su propósito fue investigar la naturaleza del cometa 81P/Wild (o Wild 2) y su coma.

Misión y retorno

La Stardust voló cerca del Wild 2 el 2 de enero de 2004. Durante su paso por la cola del cometa recolectó muestras de polvo de su coma y tomó fotografías detalladas de su núcleo de hielo. Stardust aterrizó el 15 de enero de 2006 en el Gran Desierto del Lago Salado, en Utah, cerca del Campo de Pruebas del Ejército de los EE.UU. (Dugway), con la cápsula que contiene la muestra de material espacial.

Es el primer intento de recoger polvo espacial más allá de la Luna. La edad de las partículas se remonta posiblemente a los orígenes del Sistema Solar.

Imagen de la cápsula con las muestras a su regreso.

En el momento de su retorno a la Tierra, la cápsula viajaba a 46 446 kilómetros por hora (28 860 millas por hora), lo cual la convierte en el objeto hecho por el hombre que más rápido ha reentrado en la atmósfera terrestre. Como punto de comparación, el representante de la NASA en Utah declaró que a esa velocidad sería capaz de viajar entre Salt Lake City y Nueva York en menos de 6 minutos. Una gran bola de fuego y la onda acústica debió haberse notado al oeste de Utah y al este de Nevada.

Los responsables de la NASA han dicho que la nieve pronosticada por el Servicio Nacional del Clima, sobre una alerta de 12 pulgadas y acompañada de tormentas eléctricas, no representó ninguna complicación para la reentrada. [1]

Donald Brownlee, de la Universidad de Washington, es el investigador principal de la misión Stardust.

La nave

La nave espacial Stardust se compone de una caja principal en forma de bus de 1,6 m de largo, 0,66 m de ancho y 0,66 m de profundidad con una antena de alta ganancia instalada en una de las caras de la caja. La masa total de la nave espacial incluyendo la cápsula de retorno y 85 kg de combustible es de 385 kg. El bus está hecho de paneles planos fabricados con finas láminas de fibras de grafito en resina polycyanate cubriendo un ligero núcleo de nido de abeja de aluminio. Dos paneles solares rectangulares (4,8 m de punta a punta) conectados por puntales se extienden a los lados opuestos de la nave espacial a lo largo del eje longitudinal de la nave espacial con su superficie en el mismo plano de esta cara, que se extiende paralela a los demás en sus direcciones de largo. La cápsula de reentrada de muestras en forma de cono de 0,8 m de diámetro, 0,5 m de altura, 46 kg se adjunta por su extremo más estrecho a la cara trasera del bus. Un disco en forma de pala de recogida de muestras se extiende desde la cápsula durante los períodos de muestreo, y se almacenan dentro de la cápsula cerrada por una tapa cuando no esté en uso. Las unidades de propulsión están en la cara posterior de la nave. Un protector de polvo de Whipple en la parte delantera de la nave protege el núcleo principal del bus y está equipado con monitores de flujo de polvo, vibro-sensores acústicos capaz de detectar los impactos de partículas en el escudo. Los paneles solares también cuentan con dos pequeños escudos protectores.

La nave también está equipada con una cámara de navegación óptica, un monitor de flujo de polvo, y un espectrómetro de polvo / analizador de impacto de partículas. No hay plataformas de exploración, todos los instrumentos de ciencia están montados en el cuerpo. La propulsión es proporcionada por un sistema de monopropelentes de hidracina. El control de actitud se mantiene por ocho propulsores de 4,4 N y ocho propulsores de 0.9 N, todo montado en la parte inferior de la nave, lejos del colector de la muestra para evitar la contaminación. La detección de actitud de tres ejes es provista por una cámara de estrellas y giroscópico unidad de medición inercial. La alimentación se suministralos paneles solares de silicio que proporcionan entre 170 y 800 W dependiendo de la distancia desde el sol. En el encuentro con el cometa Wild-2 se generaron cerca de 330 W. Las telecomunicaciones se realizan a través de la banda X por medio de una antena de baja ganancia de 0,6 m de diámetro. La energía del sistema es de 15 W, la tasa de datos esperados en el momento del encuentro es de 7,9 kbits/seg con la antena de 70 m de la estación terrena «Deep Space Network» de la NASA.

Para poder capturar las partículas de polvo del cometa, la nave espacial Stardust usó un material extraño llamado, aerogel. A medida que se acercaba al cometa, el polvo se movía muy de prisa – a aproximadamente 21 960 kilómetros (13 650 millas) por hora -. Aerogel es tan liviano y esponjoso que pudo detenerse y recoger algunos granos sin destruirlos. En enero del 2006, una cápsula de la nave espacial regresó a tierra con granos de polvo. Así mismo, durante su viaje junto a Wild 2, Stardust logró obtener las mejores fotografías del núcleo de un cometa.

Primera nave que recoge muestras de las proximidades de un cometa, y las trae de vuelta a la Tierra.

Enlaces externos

• Stardust Project
• NASA Stardust Página de la misión
• Catalogue of raw images taken by Stardust
• Extrasolar-planets.com – Stardust
• Stardust capsule back on Earth en Aljazeera.net
• Stardust of yesterday en CNN.com
• Hielo y fuego en los cometas en elmundo.es

La nave regresó a la Tierra en enero de 2006

Las partículas traídas por la ‘Stardust’ arrojan nuevos datos sobre el origen de los cometas

Imagen de una de las partículas atrapadas en el aerogel. (Foto: NASA)

Actualizado lunes 18/12/2006 12:33 (CET)

EUROPA PRESS

MADRID.- El análisis de los materiales recuperados del cometa Wild 2 por la sonda ‘Stardust’ de la NASA, que suponen los primeros componentes obtenidos ‘in situ’ de un objeto del sistema solar, podría aportar nuevos datos sobre el origen de los cometas y del Sistema Solar, hace 4.570 millones de años. El estudio, en el que ha participado el Doctor en Astrofísica Josep M. Trigo Rodríguez, del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) e Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), muestra que el disco protoplanetario a partir del que se formarían los planetas se extendía más allá de la distancia hoy ocupada por Neptuno.

Las principales conclusiones de la investigación aparecen publicadas esta semana en dos artículos de la revista ‘Science’. Se trata de dos trabajos que profundizan en la estructura y composición de los cometas, objetos helados formados en regiones suficientemente alejadas del Sol para haber permitido la consolidación de materiales rocosos diminutos junto con abundantes hielos, mezcla de componentes como el agua, el metano o el amoníaco.

Según explicó Josep M. Trigo, «particularmente hemos estudiado la composición química e isotópica de las partículas que hoy en día desprende el cometa periódico ‘Wild 2’ a fin de entender cómo este objeto se ha formado y cómo es representativo de los materiales primigenios que darían origen a los planetas».

Entre las conclusiones más relevantes, el investigador destaca que el cometa ‘Wild 2’ es un objeto que podría considerarse muy primitivo, es decir, su contenido mineralógico es representativo de los materiales que giraban alrededor del joven Sol formando el disco protoplanetario.

«En otras palabras -señala el científico- se ha podido recuperado material tal y como era hace 4.570 millones de años, cuando los primeros objetos grandes, llamados planetesimales y cometesimales, según su mayor abundancia en componentes rocosos o volátiles, respectivamente, estaban agregándose por la colisión de partículas más pequeñas».

Esto supone una prueba fehaciente de que las teorías de formación de los cometas y los planetas son correctas, es decir, se formaron por la acumulación de objetos más pequeños con materiales diminutos condensados de la nebulosa solar o de estrellas cercanas (granos presolares).

Los resultados permiten comprender mejor las primeras etapas formativas del sistema solar y confirman los modelos actuales de colapso y formación de un disco de material alrededor del joven Sol.

Así, los investigadores han descubierto que el disco protoplanetario del que se formarían posteriormente los planetas se extendía más allá de la distancia hoy ocupada por el planeta Neptuno y que era una región plagada de innumerables partículas con dimensiones de polvo fino (pocas micras).

Una parte de ellas aparecieron fruto de la condensación del gas remanente que persistía a su alrededor tras nacer el Sol y que según enfriaba daba origen a granos minerales, pero otra parte importante que ha sido preservada contenía partículas expulsadas desde estrellas cercanas como muestra su composición isotópica.

Los materiales contenidos en el cometa ‘Wild 2’ están mezclados con abundantes hielos que no eran estables en la proximidad solar, lo que sugiere que este objeto se formó en una región alejada del Sol, el llamado cinturón de Kuiper, situado más allá de Neptuno.

La gran sorpresa es que, a pesar de su formación a tan grandes distancias del Sol, el cometa ‘Wild 2’ está formado en buena medida por diminutos granos minerales refractarios que debieron formarse muy cerca del Sol, como por ejemplo granos de olivino y troilita. «Esto quiere decir que debieron existir procesos de turbulencia a gran escala que enviaron esos materiales a la región externa del disco protoplanetario donde se formó este cometa», explica Trigo.

Los materiales estudiados en la misión son primigenios y representativos de aquellos que se forman en otros sistemas planetarios en formación. A partir de estos diminutos granos minerales es posible estudiar las estrellas que rodeaban al Sol durante su formación (granos presolares) o bien datar el tiempo de formación de nuestro sistema solar (4.570 millones de años).

Trigo explica que dado que la deceleración de las partículas se ha realizado utilizando un aerogel de dióxido de silicio (SiO2), el estudio de cómo esa captura ha afectado a los materiales primigenios tiene innumerables aplicaciones prácticas en el desarrollo de nuevos aerogeles que se puedan emplear en el futuro para la captura de partículas de altísima velocidad (22.000 km/hora en el caso de Stardust).

Por supuesto, estos aerogeles de alta tecnología tendrán innumerables aplicaciones prácticas en la industria dada su baja densidad (1 metro cúbico del empleado en la misión pesaría sólo 3 kg) pero gran consistencia.

Son los primeros materiales recuperados «in situ» de un objeto del sistema solar, desde que en los años setenta las misiones ‘Apolo’ de la NASA y ‘Luna’ de la Unión Soviética trajesen cientos de rocas lunares.

La nave Stardust se encuentra con una sorpresa

Cuando la nave Stardust de la NASA voló junto al cometa Wild-2, encontró algo que sorprendió a los científicos

Enero 16, 2004: El 2 de enero de 2004, la nave Stardust (Polvo de Estrellas) de la NASA se aproximó al cometa Wild 2 y voló en medio de una tormenta. Ráfagas de polvo cometario apedrearon al aparato. Por lo menos media docena de gránulos que se movían más rápido que una bala penetraron las defensas exteriores de la Stardust. Los 16 motores cohete de la nave lucharon por mantener el curso mientras un recolector, de un tamaño similar al de una raqueta de tenis, recogía algo del polvo para traerlo a la Tierra dentro de dos años.

Todo sucedía como se esperaba.

Luego vino la sorpresa. Ocurrió mientras la Stardust pasaba junto al núcleo del cometa, a solamente 236 km de distancia, y lo fotografiaba utilizando una cámara de navegación. La intención era utilizar las imágenes para mantener a la nave en curso. Revelaron también un pequeño mundo de asombrosa belleza.

Derecha: El núcleo del cometa Wild-2 fotografiado por la Stardust con una resolución aproximada de 20 metros. Haga click en la imagen para ver una versión ampliada.

En el corazón de cada cometa hay una «bola de nieve sucia», un núcleo compacto de hielo y polvo que el sol vaporiza, poco a poco, para formar la espectacular cola del cometa. Estos núcleos son difíciles de observar. Por un lado, la mayoría son más oscuros que el carbón; reflejan muy poco de la luz solar hacia las cámaras. Además, están escondidos muy adentro de una nube de gas y polvo, llamada «coma». La zambullida de la Stardust dentro de la coma del Wild-2 le permitió ver al núcleo desde una corta distancia.

Sobrevuelos anteriores, en el cometa Halley por la sonda europea Giotto y en el cometa Borrelly por la Deep Space I de la NASA revelaron núcleos grumosos sin un terreno muy interesante (como se esperaba). Estos cometas habían sido calentados por el Sol a lo largo de muchos miles de años. El calor solar había fundido sus rasgos más sobresalientes.

El cometa Wild-2, sin embargo, luce diferente. «Estábamos asombrados por la superficie rica en rasgos del cometa», dice Donald Brownlee de la Universidad de Washington, investigador principal de la misión. «Es altamente compleja. Hay rocas del tamaño de graneros, riscos de 100 metros de alto, y un poco de terreno extraño, diferente a todo lo que hayamos visto antes. Hay también algunos elementos circulares», agrega, «que parecen cráteres de impacto tan extensos como de un kilómetro de diámetro».

«Los altos riscos nos dicen que la corteza del cometa es razonablemente sólida», hace notar Brownlee. Es probablemente una mezcla de material rocoso de grano fino que se mantiene unido por agua congelada, monóxido de carbono y metanol. Ciertamente, un aterrizador podría bajar hasta allí, o un astronauta podría caminar por la superficie sin preocuparse demasiado por un colapso del suelo.

Un astronauta parado en el cometa Wild-2 vería un paisaje realmente fantástico, especula Brownlee. «Lo imagino dentro de uno de los cráteres, rodeado de los enormes riscos». Agujas heladas, tan altas como una persona, se elevarían sobre el suelo del cráter. «Serían los equivalentes cometarios de las «púas de nieve», esas pequeñas crestas dentadas que se forman cuando la nieve queda expuesta a la luz solar y se funde.

Salir del cráter resultaría fácil. «Simplemente saltando», dice Brownlee, «pero no muy fuerte». La gravedad del cometa es de solamente 0,0001 g, así «que uno podría fácilmente ponerse en órbita».

Algunas de las fotos de la Stardust revelan chorros gaseosos. «Los chorros provienen de regiones activas en la superficie del cometa, probablemente fisuras o ventilas, donde el hielo se está vaporizando y escapando hacia el espacio», dice Brownlee. Así es como se transfiere la masa desde el núcleo del cometa hacia su cola.

Izquierda: Exposiciones prolongadas del núcleo del Wild-2 revelan tenues chorros indicados por las flechas. Crédito: NASA/Stardust.

Vistos desde la superficie, los chorros serían casi transparentes. Pero un astronauta podría detectarlos al buscar «polvo mezclado con el gas. Los gránulos de polvo centelleando a la luz del sol parecerían como balas trazadoras disparadas desde el suelo».

Un explorador cuidadoso recorrería el núcleo entero de 5 kilómetros en unas pocas horas, saltando alto sobre la superficie, esquivando algún chorro ocasional. «¡Qué experiencia sería ésa!», dice.

Hay miles de millones de cometas en el sistema solar. «Hemos visto de cerca solamente a tres de ellos», dice Brownlee. Y uno de los tres, el cometa Halley, presentó a la cámara su lado oscuro. Así que es demasiado pronto para decir que el cometa Wild-2, entre los cometas, es realmente inusual.

A diferencia de los cometas Halley y Borrelly, hace notar Brownlee, «Wild-2 es un recién llegado al sistema solar interior». Por miles de millones de años se mantuvo en órbita solar en el frío espacio profundo más allá de Júpiter hasta 1974, cuando fue empujado por la gravedad de Júpiter a una órbita más próxima al sol. Desde entonces, el cometa ha pasado cerca del Sol solamente cinco veces; el calor del sol está recién comenzando a modelar su superficie.

Y de acuerdo con Brownlee, ésa podría ser la clave para la apariencia del cometa. «La superficie de Wild-2 es una mezcla de lo nuevo y lo viejo que no habíamos notado antes», explica. Los rasgos jóvenes incluyen posibles sumideros que colapsan al calentarse el terreno. Los cráteres de impacto y sus eyecciones, por otro lado, son viejas cicatrices del tiempo pasado en el sistema solar exterior.

Derecha: Dentro de una minúscula cápsula estilo Apolo, las muestras del Wild-2 regresarán a la Tierra en 2006. [más información]

Las partes viejas del Wild-2 son las que hacen del cometa un blanco atractivo para la sonda Stardust, que capturó más de mil gránulos de polvo del cometa durante su sobrevuelo. Ese material, poco alterado desde la formación del sistema solar, podría decirnos mucho acerca de nuestros orígenes.

Los preciosos granos recolectados regresarán a la Tierra en el 2006 para ser analizados por los científicos. Si una simple imagen de la cámara de navegación puede sorprender a los investigadores, imaginemos lo que habrá allí almacenado cuando puedan poner sus manos sobre mil pedazos del propio cometa.

 

Cometa Wild 2

El cometa Wild 2 lleva ese nombre en honor al científico que lo descubrió. Paul Wild es un astrónomo suizo que descubrió el cometa en enero de 1978. Wild 2 se pronuncia, «Vilt 2».

El cometa orbita alrededor del Sol cada 6.39 años, lo cual es un corto período de tiempo para un cometa. ¡Algunos cometas tardan más de 100 años en darle una sola vuelta al Sol!. La órbita de un cometa no es circular. Su órbita es de forma ovalada. Los astrónomos la llaman elipse. Cuando el cometa se encuentra en el extremo interno de la elipse, está muy cerca del Sol. Cuando se encuentra en la parte externa, está lejos del Sol. La órbita de Wild 2 lo acercará mucho más al Sol, que el planeta Marte . La órbita también llevará al cometa más allá de Júpiter.

Cuando vemos a un cometa desde Tierra, lo que en realidad vemos es polvo y gas que emana de él. El gas y el polvo provienen de la «coma» y de las colas, que se encuentran a miles de kilómetros (millas) de largo. A la parte sólida de un cometa se le llama núcleo, y se encuentra en medio de la coma. El núcleo de Wild 2 es de sólo cinco km. (tres millas) de diámetro.

En enero del 2004, una nave espacial llamada Stardust voló junto al cometa Wild 2, y obtuvo unas excelentes fotografías del núcleo, y recogió algunas partículas de polvo. La nave espacial Stardust traerá estas partículas de regreso a la Tierra, para que los científicos las puedan estudiar.

Este diagrama muestra la forma y tamaño de la órbita del cometa Wild 2. La órbita del cometa se ve en color azul claro. También se ven las órbitas de Júpiter, Marte y la Tierra. Imagen cortesía de la NASA/JPL.