Nave que visita un cometa

ISEE-3 / ICE

Representación del artista de ICE

 

Nombres

Internacional Sun-Earth Explorer-3
Internacional Sun-Earth Explorer-C
Explorer 59

Tipo de misión: Investigación magnetosférica
ISEE-3: Sol / Tierra L ₁ orbiter
ICE: 21P / GZ y Halley sobrevolando

Operador: NASA ^[1]

ID COSPAR: 1978-079A

SATCAT no.: 11004

Duración de la misión: Final: 18 años, 8 meses y 23 días

Propiedades de naves espaciales

Fabricante: Fairchild Industries

Lanzamiento de masa: 479 kg (1.056 lb)

Secado masivo: 390 kg (860 lb)

Dimensiones: 1.77 × 1.58 m (5.8 × 5.2 pies)

Poder: 173 W

Inicio de la misión

Fecha de lanzamiento: 12 de agosto de 1978, 15:12 UTC

Cohete: Delta 2914 # 144

Sitio de lanzamiento: Cabo Cañaveral SLC-17B

Fin de la misión

Disposición: 16 de septiembre de 2014 (se perdió contacto)

Desactivado: 5 de mayo de 1997 (contacto de rutina suspendido)

Parámetros orbitales

Sistema de referencia: Heliocéntrico

Excentricidad: 0.05

Perihelio: 0.93 AU; (139,000,000 km; 86,400,000 mi)

Afelio: 1.03 AU; (154,000,000 km; 95,700,000 mi)

Inclinación: 0.1 °

Período: 355 días

Época: 28 de marzo de 1986, 00:00 UTC

Instrumentos

La nave espacial International Cometary Explorer ( ICE ) (diseñada y lanzada como satélite internacional Sun-Earth Explorer-3 ( ISEE-3 )) se lanzó el 12 de agosto de 1978 en una órbita heliocéntrica. Era una de las tres naves espaciales, junto con el par madre / hija de ISEE-1 e ISEE-2, construido para el programa International Sun-Earth Explorer (ISEE), un esfuerzo conjunto de la NASA y ESRO / ESA para estudiar la interacción entre el campo magnético de la Tierra y el viento solar.

ISEE-3 fue la primera nave espacial en colocarse en una órbita de halo en el punto L ₁ Tierra-Sol Lagrangiano.^[2] Renombrado como ICE, se convirtió en la primera nave espacial en visitar un cometa, pasando por la cola de plasma del cometa Giacobini-Zinner a unos 7.800 km (4.800 millas) del núcleo el 11 de septiembre de 1985.^[3]

La NASA suspendió el contacto de rutina con el ISEE-3 en 1997, e hizo breves controles de estado en 1999 y 2008.^{[4] [5]}

El 29 de mayo de 2014, la comunicación bidireccional con la nave espacial fue restablecida por el ISEE-3 Reboot Project, un grupo no oficial^[6] con el apoyo de la compañía Skycorp.^{[7] [8] [9]} El 2 de julio de 2014, dispararon los propulsores por primera vez desde 1987. Sin embargo, los disparos posteriores de los propulsores fallaron, aparentemente debido a la falta de presurizador de nitrógeno en los tanques de combustible.^{[10] [11]} El equipo del proyecto inició un plan alternativo para usar la nave espacial para “recopilar datos científicos y enviarla de vuelta a la Tierra”,^[12] pero el 16 de septiembre de 2014, se perdió el contacto con la sonda.^[13]

ISEE3 / ICE antes del inicio

ISEE-3 (International Searth E xplorer- 3 , más tarde renombrado como ICE ( International Electronic E xplorer)) es una nave espacial estadounidense utilizada entre 1978 y 1997 para estudiar la tierra, el sol y los cometas. Estuvo activo y en 1985 hizo la primera aproximación a un cometa y tomó medidas pero no tomó ninguna fotografía.

Programa ISEE

A partir de 1977, la NASA y la ESA lanzaron tres satélites con el nombre “International Sun-Earth Explorer” (ISEE, en alemán, por ejemplo: International Sun y Earth Explorer). Ya en 1977, los dos primeros despegaron juntos en una órbita terrestre. El objetivo era el estudio del campo magnético de la tierra.

Misión principal

Sin embargo, lo más destacado del programa ISEE fue la nave espacial ISEE-3 (también “ISEE-C” y “Explorer 59”, estadounidense con participación europea). Esta sonda fue tomada el 12 de agosto de 1978 con un cohete Delta 2914 en una órbita de halo alrededor del punto de Lagrange (también Librationspunkt) L ₁ , a 1,5 millones de km de la Tierra, traído. Desde aquí, ISEE-3 debería explorar la interacción del campo magnético de la Tierra con el Sol.

Misiones extendidas

Cuando la visita del cometa de Halley era inminente en 1986, la NASA y la ESA decidieron por primera vez una misión conjunta. Cada una de las dos agencias espaciales debe enviar una sonda. Pero debido a los recortes presupuestarios, la sonda de la NASA fue cancelada en 1981 (la sonda europea fue Giotto). Para no dejar el campo a los europeos, Rusia y Japón en el estudio del cometa, la NASA buscó un reemplazo rentable. ISEE-3 era una sonda que tenía un equipo adecuado a bordo. La sonda fue sacada de su órbita de Halo alrededor de L ₁ y dirigida más allá de la Tierra y la Luna en algunas complejas maniobras de asistencia por gravedad (swing-by). A partir de entonces, la sonda tenía la velocidad suficiente para abandonar el campo de gravedad de la Tierra. La sonda pesada de 480 kg recibió un nuevo nombre: “International Cometary Explorer” (ICE, en alemán, por ejemplo: International Comet Explorer).

En el camino a 1P/Halley voló el 11 de septiembre de 1985 por la cola del cometa Giacobini-Zinner.

Más tarde, ISEE-3 proporcionó medidas de apoyo para la sonda solar Ulysses.

Historia

Trayectoria ISEE-3 / ICE

• ISEE-3 lanzado el 12 de agosto de 1978.
• La sonda alcanzó órbita alrededor del punto L ₁ el 20 de noviembre de 1978.
• El 10 de junio de 1982, ISEE-3 comenzó las maniobras que llevaron a la salida de la órbita L ₁ el 1 de septiembre de 1982.
• La primera maniobra de “asistencia gravitatoria” en la Luna tuvo lugar el 16 de octubre de 1982, otros el 30 de marzo, el 23 de abril, el 27 de septiembre y el 22 de diciembre de 1983, después de lo cual el ISEE-3 abandonó el campo gravitatorio de la Tierra. Dos veces, el 8 de febrero y el 30 de junio de 1983, la sonda también había pasado el punto L ₂ (alejado del sol).
• El 11 de septiembre de 1985, el ahora ICE llamó sonda a 7.800 km de distancia sobre el cometa Giacobini-Zinner.
• Por otro lado, ICE solo hizo una pequeña contribución a la observación del cometa de Halley. La sonda se ubicó en marzo de 1986 a 31 millones de km del cometa, por lo que se pudo obtener poca información útil.
• En la década de 1990, el ICE apoyó la sonda solar europea-estadounidense Ulysses.
• El 5 de mayo de 1997, la sonda fue abandonada.

Resultados

ISEE-3/ICE fue pionera en muchos sentidos: fue la primera sonda estadounidense con participación europea, luego estándar. Fue la primera sonda en órbita alrededor de L ₁ y también la primera en las cercanías de L ₂ , desde las posiciones estándar de 1990 para las sondas. Y ella fue la primera sonda que sobrevoló un cometa. Este sobrevuelo te confirmó. a., que los cometas consisten principalmente en hielo de agua, pero también de gases, moléculas orgánicas y polvo.

Regreso 2014

Con motivo del retorno cerca de la Tierra por ISEE-3 / ICE en 2014 ^[2] en septiembre de 2008, la Red de Espacio Profundo se alineó con la posición del satélite y se encontró que la sonda todavía está en funcionamiento y se enviaron datos de telemetría. Su análisis mostró que 12 de los 13 instrumentos todavía están en funcionamiento y hay suficiente combustible a bordo para alcanzar un nuevo objetivo. Sin embargo, la NASA no tiene posibilidad de enviar señales a la sonda, ya que los transmisores requeridos para este propósito en la Red de Espacio Profundo fueron desmantelados en 1999 y la reconstrucción sería demasiado costosa. Los días 1 y 2 de marzo de 2014, los radioaficionados lograron recibir el transmisor de baliza de la sonda en el observatorio Bochum. Se pensó instalar un transmisor allí para la comunicación con la sonda a fin de enviarlos a una trayectoria adecuada para futuros experimentos científicos.^[5]

Otros proyectos, basados ​​en el Proyecto de recuperación de imagen Lunar Orbiter (LOIRP), también intentan establecer contacto con la sonda utilizando datos históricos. ^[6] El 29 de mayo de 2014, Space College informó que la comunicación bidireccional podría establecerse a través del Observatorio de Arecibo.^[7] Space College planea ponerlos en órbita para continuar su uso allí.^[8]

Vista del artista de las diversas fases de trayectoria de las misiones ISEE-3 (amarillo, rojo) y ICE (verde, azul), crédito de imagen: NASA ¹²⁾

El 2 de julio de 2014 tuvo éxito – después de la última maniobra de la sonda el 2 de febrero de 1987 – para reactivar los motores y para usar una corrección de auto-rotación de 19.16 a 19.76 revoluciones por minuto previamente, que ahora nuevamente dentro de el umbral de tolerancia de los parámetros de la misión original (19.75 ± 0.02).^{[9] [10] [11]} Por otro lado, los intentos iniciales para corregir el rumbo debido a problemas con los motores fallaron, ya que probablemente el gas nitrógeno, que empuja el combustible fuera de los tanques, se ha apagado.^{[12] [13] [14]}

Desde entonces, ISEE-3 ha estado en órbita alrededor del Sol y no estará cerca de la Tierra hasta agosto de 2029. Algunos de los experimentos a bordo podrían ser activados y transmitir datos de medición. El 16 de septiembre de 2014, se perdió el contacto por radio con ISEE-3. Se supone que la sonda ha cambiado al modo seguro debido a una potencia insuficiente. La razón del corte en la fuente de alimentación es la mayor distancia al sol, ya que la sonda no se mueve a una distancia uniforme del sol. ^[16]

Estructura de la sonda

Descripción más detallada: → Programa ISEE / ICE # ISEE 3

La nave espacial ICE es una forma cilíndrica en forma de barril cubierta por paneles solares. Cuatro antenas largas sobresalen equidistantes alrededor de la circunferencia de la nave espacial, que abarca 91 metros (299 pies).^[41] Tiene una masa seca de 390 kg (860 lb) y puede generar una potencia nominal de 173 vatios.

Carga útil

ICE tiene 13 instrumentos científicos para medir plasmas, partículas energéticas, ondas y campos. ^{[2] [15]} A partir de julio de 2014, se sabía que cinco eran funcionales. No tiene una cámara o sistema de imágenes. Sus detectores miden partículas de alta energía tales como rayos X y gamma, viento solar, plasma y partículas cósmicas. Un sistema de manejo de datos reúne los datos científicos y de ingeniería de todos los sistemas en la nave espacial y los formatea en una secuencia en serie para la transmisión. La potencia de salida del transmisor es de cinco vatios.

Carga útil científica y experimentos

• Experimento de plasma de viento solar, falló después del 26 de febrero de 1980
• Vector Magnetómetro de helio
• Experimento de rayos cósmicos de baja energía, diseñado para medir iones energéticos solares, interplanetarios y magnetosféricos
• Experimento de rayos cósmicos de energía media, 1-500 MeV / n, Z = 1-28; Electrones: 2-10 MeV
• Experimento de rayos cósmicos de alta energía, H a Ni, 20-500 MeV / n
• Instrumento de onda de plasma
• Experimento de Protones de Baja Energía, también conocido como el Espectrómetro de Anisotropía de Partículas Energéticas (EPAS), diseñado para estudiar la aceleración del protón solar de baja energía y los procesos de propagación en el espacio interplanetario
• Electrones y núcleos de rayos cósmicos
• Instrumento de rayos X y electrones, para proporcionar una cobertura continua de los rayos X de erupción solar y ráfagas de rayos gamma cósmicos transitorios
• Experimento de mapeo de radio, 30 kHz – 2 MHz, para mapear las trayectorias de las explosiones solares tipo III
• Experimento de composición de plasma
• Telescopio Espectrómetro de Isótopos Pesados
• Experimento de estudios solares basados ​​en tierra

Cultura popular

• En el cómic xkcd del 3 de marzo de 2014, se hizo referencia a ICE. ^[19]
• Varios medios ^{[20] [21]} informaron en 2014 que la visita al cometa Giacobini-Zinner fue iniciada por uno de los diseñadores de misión de ISEE-3 por iniciativa propia.

Misión original: International Sun / Earth Explorer 3 (ISEE-3)

ISEE-3 no lleva cámaras; en cambio, sus instrumentos miden partículas energéticas, ondas, plasmas y campos.

ISEE-3 originalmente operaba en una órbita de halo alrededor del punto Lagrangiano L ₁ Sol-Tierra, 235 radios de la Tierra sobre la superficie (alrededor de 1.5 millones de km, o 924,000 millas). Fue el primer objeto artificial colocado en el llamado “punto de libración”, que entró en órbita allí el 20 de noviembre de 1978,^[2] demostrando que tal suspensión entre campos gravitacionales era posible. Gira a 19.76 rpm alrededor de un eje perpendicular a la eclíptica, para mantenerlo orientado para sus experimentos, para generar energía solar y para comunicarse con la Tierra.

Los propósitos de la misión fueron:

• investigar las relaciones solar-terrestres en los límites más externos de la magnetosfera de la Tierra;
• examinar en detalle la estructura del viento solar cerca de la Tierra y la onda de choque que forma la interfaz entre el viento solar y la magnetosfera de la Tierra;
• para investigar los movimientos y mecanismos que operan en las láminas de plasma; y,
• para continuar la investigación de los rayos cósmicos y las emisiones de las erupciones solares en la región interplanetaria cerca de 1 UA.

Segunda misión: International Cometary Explorer

Después de completar su misión original, ISEE-3 fue re-encargado de estudiar la interacción entre el viento solar y una atmósfera cometaria. El 10 de junio de 1982, la nave espacial realizó una maniobra que la eliminó de su órbita alrededor del punto L ₁ y la colocó en una órbita de transferencia. Esto implicó una serie de pasajes entre la Tierra y el punto lagrangiano L2 Sol-Tierra, a través de la magnetocola de la Tierra.^[14] Quince maniobras propulsoras y cinco asistencias de gravedad lunar dieron como resultado que la nave espacial fuera expulsada del sistema Tierra-Luna y dentro de una órbita heliocéntrica. Su último y más cercano paso sobre la Luna, el 22 de diciembre de 1983, fue solo 119,4 km (74 mi) sobre la superficie lunar; después de este pase, la nave espacial fue rediseñada como Explorador cometario internacional (ICE).^[15]

Encuentro de Giacobini-Zinner

Su nueva órbita lo puso por delante de la Tierra en una trayectoria para interceptar al cometa Giacobini-Zinner. El 11 de septiembre de 1985, la nave pasó a través de la cola de plasma del cometa.^[15]

Halley encuentro

ICE transitó entre el Sol y el Cometa Halley a fines de marzo de 1986, cuando otras naves espaciales estaban cerca del cometa en sus misiones de encuentro de cometas a principios de marzo. (Esta “Armada Halley” incluía a Giotto, Vega 1 y 2, Suisei y Sakigake.) ICE voló por la cola; su distancia mínima al núcleo del cometa era de 28 millones de kilómetros (17,000,000 millas).^[16] En comparación, la distancia mínima de la Tierra al cometa Halley en 1910 fue de 20,8 millones de kilómetros (12,900,000 millas).^[17]

Misión heliosférica

Una actualización de la misión ICE fue aprobada por la NASA en 1991. Define una misión heliosférica para ICE que consiste en investigaciones de eyecciones de masa coronal en coordinación con observaciones en tierra, estudios continuos de rayos cósmicos y la sonda Ulysses. Para mayo de 1995, ICE estaba siendo operado bajo un ciclo de trabajo bajo, con cierto apoyo de análisis de datos del proyecto Ulysses.

Fin de la misión

El 5 de mayo de 1997, la NASA finalizó la misión ICE, dejando solo una señal de operador operando. La tasa de bits del enlace descendente ISEE-3 / ICE fue nominalmente de 2048 bits por segundo durante la primera parte de la misión, y de 1024 bit / s durante el encuentro del cometa Giacobini-Zinner. La velocidad de bits se redujo sucesivamente a 512 bit / s (el 9 de diciembre de 1985), 256 bit / s (el 5 de enero de 1987), 128 bit / s (el 24 de enero de 1989) y finalmente a 64 bit / s ( el 27 de diciembre de 1991). Aunque todavía está en el espacio, la NASA donó la nave al Museo Smithsonian.^[18]

En enero de 1990, ICE estaba en una órbita heliocéntrica de 355 días con un afelio de 1,03 UA, un perihelio de 0,93 UA y una inclinación de 0,1 grado.

Contacto adicional

En 1999, la NASA estableció un breve contacto con ICE para verificar su señal de portadora.

El 18 de septiembre de 2008, la NASA, con la ayuda de KinetX, ubicó a ICE utilizando la Red de espacio profundo de la NASA después de descubrir que no se había apagado después del contacto de 1999. Una verificación de estado reveló que todos menos uno de sus 13 experimentos todavía funcionaban, y todavía tenía suficiente propelente para 150 m/s (490 pies/s ) de Δv.

Se determinó que era posible reactivar la nave espacial en 2014,^[19] cuando volvió a acercarse a la Tierra, y los científicos discutieron el reutilizar la sonda para observar más cometas en 2017 o 2018. ^[20]

Reiniciar el esfuerzo

Algún tiempo después de que el interés de la NASA en el ICE disminuyó, otros se dieron cuenta de que la nave espacial podría ser dirigida para pasar cerca de otro cometa. Un equipo de ingenieros, programadores y científicos comenzó a estudiar la viabilidad y los desafíos involucrados.^[9]

Después de varios intentos a partir de 2014, algunos en parte positivos, con cooperación de diversos Organismos, y recogida de fondos, mediante crowdsourcing, y la implicación de varios institutos y técnicos espaciales, incluso con la aprobación de la NASA, que no participó directamente, se supendieron los contactos y actividades con la nave.

La nave espacial ISEE-3 en configuración de vuelo (crédito de imagen: JHU/APL, Ref. 3)

Trayectoria de transferencia de ISEE-3 a la órbita de halo (crédito de imagen: JHU/APL)

Vista isométrica de la órbita del halo ISEE-3 alrededor del punto L1 de Sun-Earth (crédito de la imagen: JHU / APL, Ref. 3)

El sistema del telescopio de partículas de baja energía en ISEE-3 (crédito de imagen: Imperial College, Londres)

Foto del espectrómetro isotópico solar (crédito de la imagen: NASA / JPL)

Farquhar (izquierda) con su hija Patricia y su esposa Bonnie frente al ISEE-3 en 1978 (www.npr.org).

Cometa 21P/Giacobini-Zinner

21P/Giacobini-Zinner

El 21P/Giacobini-Zinner¹​ es un cometa cuyo período es de 6,621 años. Las características de su órbita respecto de la órbita terrestre hacen que, de cada dos revoluciones, una de ellas sea favorable para su observación, ya que el cometa pasa entonces relativamente cerca de la Tierra. Esa circunstancia ocurre el 9 o 10 de octubre y entonces se observa la lluvia de meteoros de las Giacobínidas o Dracónidas (llamadas así porque su radiante u origen aparente se sitúa en la constelación del Dragón). El cometa recibe este nombre por sus descubridores, Michel Giacobini y Ernst Zinner, quienes lo avistaron por primera vez el 20 de diciembre de 1900.

El 11 de septiembre de 1985 se convirtió en el primer cometa en ser visitado por una nave espacial: la sonda ICE/ISEE 3.²​

Elementos orbitales

• Época = 6 de marzo de 2006
• Semieje mayor (a) = 3,526 UA
• Perihelio = 1,038 UA
• Afelio = 6,014 UA
• Excentricidad (e) = 0,7056
• Periodo de revolución (P)= 6,621 años
• Inclinación (i) = 31,8108°
• Próximo perihelio = 2018
• Designación actual = 21P/Giacobini-Zinner

Satélite GPS

OPS 5111

El OPS 5111

Datos de la misión

Misión: OPS 5111

Nave Espacial: GPS Block I

Lanzadera: Atlas E/F SGS-1, 64F¹​

Masa: 759 kg²​

Rampa de lanzamiento: Vandenberg SLC-3E¹​

Lanzamiento: 22 de febrero de 1978, 23:44 UTC

Final del paseo espacial: 17 de julio de 1985

Duración de la misión: 5 años (planificado) 7 ¹⁄₂ años (logrado)

Datos de las órbitas

Apogeo: 20 291 km³​

Perigeo: 20 075 km³​

Período: 718 minutos³​

Inclinación orbital: 63,3 grados³​

OPS 5111, también conocido como Navstar 1, NDS-1, GPS I-1 y GPS SVN-1, fue un satélite de navegación estadounidense lanzado en 1978 como parte del programa para el desarrollo del Sistema de posicionamiento global. Fue el primer satélite GPS y uno de los once satélites de demostración del bloque I.²​

OPS 5111 fue lanzado a las 23:44 UTC el 22 de febrero de 1978 con un cohete portador Atlas E/F y una etapa superior SGS-1. El Atlas usado tenía el número de serie 64F y fue originalmente construido como un Atlas F.¹​ El lanzamiento tomo lugar en el Space Launch Complex 3E en Vandenberg Air Force Base,⁴​ y colocó al OPS 5111 en una órbita de transferencia. El satélite se elevó en Órbita circular intermedia usando un motor de apogeo Star-27.²​

El 11 de abril de 1978, OPS 5111 estuvo en órbita con un perigeo de 20 075 kilómetros (12 474 mi), un apogeo de 20 291 kilómetros (12 608 mi), un periodo orbital de 718 minutos y una inclinación de 63,3 grados del Ecuador.³​ El satélite estaba destinado a funcionar por 5 anos y una masa de 758 kg.²​ Emitió la señal PRN 04 en la constelación de demostración de GPS, y fue retirado del servicio el 17 de julio de 1985.

Designator id: 1978-020A

Descripción del satélite OPS 5111 (NAVSTAR 1): El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los EE. UU. Para proporcionar capacidades de navegación las 24 horas para todo tipo de condiciones meteorológicas para las fuerzas militares terrestres, marítimas y aéreas. Desde su implementación, el GPS también se ha convertido en un activo integral en numerosas aplicaciones e industrias civiles en todo el mundo, incluidos los usos recreativos (por ejemplo, navegación, aviones, caminatas), seguimiento de flotas de vehículos corporativos y topografía. GPS emplea 24 naves espaciales en órbitas circulares de 20.200 km inclinadas a 55 grados. Estos vehículos se colocan en aviones de 6 órbitas con cuatro satélites operacionales en cada avión.

Las primeras once naves espaciales (Bloque GPS 1) se usaron para demostrar la viabilidad del sistema GPS. Estaban estabilizados en 3 ejes, apuntando hacia el nadir usando ruedas de reacción. Los paneles solares duales suministraron más de 400 W. Tenían comunicaciones de banda S (SGLS) para control y telemetría y UHF cross-link entre naves espaciales. Fueron fabricados por Rockwell Space Systems, tenían 5.3 m de ancho con paneles solares desplegados y tenían una vida útil de diseño de 5 años. A diferencia de los satélites operativos posteriores, la nave espacial GPS Block 1 se inclinaba a 63 grados.

Bloque GPS 1 Bloque GPS 1 Crédito: USAF Satélite de navegación estadounidense. Los satélites prototipo del Bloque 1 del GPS formaron el sistema de Demostración GPS y fueron seguidos por el sistema operativo del Bloque 2.

AKA: Sistema de Posicionamiento Global; Navstar. Estado: Operacional 1978. Primer lanzamiento: 1978-02-22. Último lanzamiento: 1985-10-09. Número: 11. Masa bruta: 759 kg (1,673 lb). Alcance: 5,30 m (17,30 pies).

La nave espacial estaba estabilizada en 3 ejes, apuntando hacia el nadir usando ruedas de reacción. Conjuntos solares duales suministrados a más de 400 vatios (EOL) y baterías de NiCd cargadas. Las comunicaciones S-Band (SGLS) se usaron para control y telemetría. Un canal UHF proporcionó enlaces cruzados entre naves espaciales. Se utilizó un sistema de propulsión de hidracina para la corrección orbital. La carga incluye dos señales de navegación de banda L a 1575.42 MHz (L1) y 1227.60 MHz (L2)

Los satélites del bloque I cuestan $ 20 millones cada uno. En 1974, se le otorgó a Rockwell un contrato para construir 8 satélites. Una enmienda al contrato de 1978 agregó 4 satélites adicionales. Esto se modificó posteriormente en 1981 para que el duodécimo satélite se produzca como el primer modelo de calificación GPS Bloque 2.

Electric System: 0.40 average kW.

Alcanzar el espacio interestelar

Voyager 1

Modelo de ingeniería de una de las sondas Voyager

Información general

Organización: NASA/JPL

Contratos principales: Jet Propulsion Laboratory

Estado: Activo

Sobrevuelo: Júpiter; Saturno

Fecha del sobrevuelo: 5 de marzo de 1979
12 de noviembre de 1980

Fecha de lanzamiento: 5 de septiembre de 1977, 12:56:00 UTC

Vehículo de lanzamiento: Titan IIIE

Sitio de lanzamiento: Cabo Cañaveral LC-41

Vida útil: transcurren 41 años, 3 meses y 4 días

Aplicación: Sonda interplanetaria e interestelar

Masa: 721,9 kg

Potencia: 420 W

NSSDC ID: 1977-084A

Sitio web

voyager.jpl.nasa.gov

Júpiter visto desde la Voyager 1.

La Voyager 1 es una sonda espacial robótica de 722 kilogramos, lanzada el 5 de septiembre de 1977, desde Cabo Cañaveral, Florida. Sigue operativa en la actualidad, prosiguiendo su misión extendida que es localizar y estudiar los límites del sistema solar, incluyendo el cinturón de Kuiper y más allá, así como explorar el espacio interestelar inmediato, hasta fin de misión. El 25 de agosto de 2012, a poco más de 19 000 millones de kilómetros del Sol o 122 UA, la sonda dejó atrás la heliopausa, siendo la primera en alcanzar el espacio interestelar.¹​ Su misión original era visitar Júpiter y Saturno.

Fue la primera sonda en proporcionar imágenes detalladas de los satélites de esos planetas.²​ A una distancia de 141 unidades astronómicas (21 093 318 000 km) del Sol, en junio de 2018,³​ es la nave espacial más alejada de la Tierra y la única en el espacio interestelar, pero aún sin salir del sistema solar, quedándole unos 17 702 años aproximadamente para salir a la nube de Oort. Entrará en esta en unos 300 años aproximadamente. La Voyager 1 es actualmente el objeto hecho por el humano más alejado de la Tierra, viajando a la segunda mayor velocidad relativa de la Tierra y el Sol entre las sondas espaciales, después de la Rosetta (que viajó a unos 108.000Km/h entre noviembre de 2009 y agosto de 2014).

A pesar de que su hermana Voyager 2 fue lanzada dieciséis días antes, no se espera que rebase a la Voyager 1. Tampoco la misión New Horizons a Plutón, a pesar de que fue lanzada de la Tierra a una velocidad superior a la de las dos Voyager, ya que durante el curso de su viaje, la velocidad de la Voyager 1 fue incrementada debido a tirones gravitacionales asistidos. La actual velocidad de New Horizons es mayor que la de la Voyager 1, pero cuando New Horizons llegue a la misma distancia del Sol a la que la Voyager 1 se encuentra ahora, su velocidad se calcula que será de 13 km/s, mientras que la de la Voyager 1 que es de 17 km/s.²​

Voyager 1 tiene una trayectoria hiperbólica, y ha alcanzado velocidad de escape, lo que significa que su órbita no regresará al sistema solar interior. Junto con la Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 2 y la New Horizons, Voyager 1 es una sonda interestelar.

Ambas sondas han sobrepasado su tiempo de vida calculado en un principio. Cada sonda obtiene su energía eléctrica de tres RTG, (generador termoeléctrico de radioisótopos), de los cuales se espera que estén generando suficiente energía para que las sondas estén en comunicación con la Tierra hasta por lo menos el año 2025.²​

Planificación y lanzamiento

Trayectoria de las Voyager.

Lanzamiento de la Voyager 1.

La sonda fue lanzada el 5 de septiembre de 1977 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Titan IIIE.

Un defecto de quemado de combustible de la segunda fase del cohete hizo, en principio, temer a los técnicos que la sonda no llegase a Júpiter. Sin embargo, la fase superior Centauro permitió compensar este defecto.

A pesar de haber sido lanzada después de su gemela Voyager 2, la Voyager 1 alcanzó Jupiter dos meses antes que su compañera,⁴​ y, siguiendo una trayectoria más rápida, llegó nueve meses antes a Saturno.⁵​

Desarrollo de la misión

La atmósfera de Júpiter fotografiada desde la Voyager 1.

Júpiter

Imagen de la actividad volcánica de Ío.

Voyager 1 realizó sus primeras fotografías de Júpiter en enero de 1979 y alcanzó su máximo acercamiento el 5 de marzo de 1979 a una distancia de 278 000 km. En su misión a Júpiter realizó 19 000 fotografías, en un periodo que duró hasta abril.⁴​

Debido a la máxima resolución permitida por tal acercamiento, la mayor parte de las observaciones acerca de los satélites, anillos, campo magnético y condiciones de radiación de Júpiter fueron tomadas en un periodo de 48 horas alrededor de dicho acercamiento.

Para fotografiar el planeta Júpiter, la NASA optó por el Sistema Bicolor Simplificado del inventor mexicano Guillermo González Camarena, que era más simple en cuanto a electrónica que el sistema norteamericano NTSC, para una misión a tan larga distancia.

Se acercó a 18 640 km del satélite Io de Júpiter y pudo observar por primera vez actividad volcánica fuera de la Tierra, algo que pasó inadvertido para las Pioneer 10 y 11. El descubrimiento fue realizado por la ingeniera de navegación Linda A. Morabito durante un examen de una fotografía varias horas después del sobrevuelo.⁴​

Saturno

Acelerada por el campo gravitatorio de Júpiter, alcanzó Saturno el 12 de noviembre de 1980, acercándose a una distancia de 124 200 km. En esta ocasión descubrió estructuras complejas en el sistema de anillos del planeta y consiguió datos de la atmósfera de Saturno y de su mayor satélite natural, Titán, del que pasó a menos de 6500 km.⁵​ Debido al descubrimiento de atmósfera en este satélite, los controladores de la misión decidieron que la Voyager 1 hiciera una mayor aproximación a esta luna, sacrificando así las siguientes etapas de su viaje, Urano y Neptuno, que fueron visitadas por su gemela Voyager 2.

Este segundo acercamiento a Titan aumentó el impulso gravitatorio de la sonda, alejándola del plano de la eclíptica y poniendo fin a su misión planetaria.

La Tierra y la Luna fotografiadas por la Voyager 1 el 18 de septiembre de 1977. La imagen fue procesada para equilibrar la luminosidad de ambos cuerpos.

En los límites del sistema solar

El 17 de febrero de 1998 a las 23:10 (hora europea), la Voyager 1 se encontraba a 10 400 000 000 km de la Tierra, récord establecido diez años antes por la sonda Pioneer 10.

En septiembre de 2004, la Voyager 1 alcanzó una distancia de 14 000 millones de kilómetros (93,2 UA, 8700 millones de millas o 13 horas luz) del Sol y es por lo tanto el objeto más lejano construido por el humano. El 15 de agosto de 2006 la sonda Voyager 1 alcanzó la distancia con respecto al Sol de 100 UA, esto es, casi 15 000 millones de kilómetros.

Se aleja con una velocidad de 3,6 unidades astronómicas (29 minutos-luz) por año del Sol, lo que corresponde a 17 km/s. Medidas exactas apuntan a que la velocidad disminuye muy lentamente de forma imprevista. Las causas de este frenado son objeto de diversas controversias.

En una declaración de prensa, el 24 de mayo de 2005 la NASA declaró que la Voyager 1 había alcanzado, como primer objeto construido por el humano, la zona llamada frente de choque de terminación, y continuará viajando por la región conocida como heliofunda, la última frontera del sistema solar, próxima a la heliopausa.

Un punto azul pálido (Pale Blue Dot). Puede observarse la Tierra como un punto de luz situado en la parte central de la imagen. La fotografía fue tomada por el Voyager 1 en febrero de 1990 a una distancia de seis mil millones de kilómetros de la Tierra.

Al viajar muy distante del Sol, para su funcionamiento la Voyager 1 recibe su energía de tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), que convierten el calor de la desintegración radiactiva del plutonio en electricidad, en lugar de los paneles solares utilizados en otras muchas sondas para viajes interplanetarios. Se estimó que la energía generada por esta pila nuclear bastaría para alimentar los principales sistemas hasta el año 2025. Los datos de degradación del RTG muestran que se ha conservado en mejor estado de lo previsto, por lo que la duración debería ser mayor.⁶​

La Voyager 1 lleva consigo en su viaje espacial uno de los dos discos con sonidos de la Tierra Sound of Earth.

El 31 de marzo de 2006, operadores de radio amateur del AMSAT en Alemania rastrearon y recibieron ondas de radio provenientes del Voyager 1 usando una antena parabólica de 20 m (66 pies) en la ciudad de Bochum, con una técnica de integración larga. Los datos fueron comparados y verificados contra los datos de la estación en Madrid, España de la Red del espacio profundo. Se cree que este es el primer intento exitoso de localización del Voyager 1 por aficionados.

En mayo del 2008, el Voyager 1 estaba en 12.45° declinación y a 17 125 horas de ascensión recta, en dirección de la constelación de Ofiuco.⁷​

Misión interestelar

Posición de las sondas interestelares lanzadas desde la Tierra. Voyager I no será adelantada por ninguna sonda lanzada hasta ahora.

Ambas sondas Voyager tendrán suficiente energía para operar hasta el año 2025.⁸​

AÑO-DÍA	Término de sus funciones científicas
2007-032	Se apaga el Subsistema de Plasma (PLS). En 2007-013 se apaga el calentador de este instrumento.
2008-015	Apagado del experimento de Radioastronomía Planetaria (PRA)
~FIN 2010	Apagado de la plataforma de escaneado y las observaciones UV
~2015*	Terminan las operaciones con la cinta de datos (DTR)
~2016	Terminan las operaciones con los giroscopios
~2020	Se inicia el apagado selectivo de instrumentos

* Las operaciones con la cinta de datos están sujetas a la capacidad de recibir datos a 1,4 kbps a través de la DSN (Red de espacio profundo), pudiendo alargarse en caso de usar una futura red con más sensibilidad.

** No antes de esta fecha.

El 7 de julio de 2009 la Voyager 1 estaba a 109,71 UA (16 414 millones de kilómetros) del Sol, cuando cruzó el frente de choque de terminación entrando en la heliofunda, la zona terminal entre el sistema solar y el espacio interestelar, una vasta área donde la influencia del Sol cede ante las radiaciones de otros cuerpos lejanos de la galaxia. A esta distancia, las señales del Voyager 1 tardaban más de catorce horas en alcanzar el centro de control en el Jet Propulsion Laboratory en La Cañada Flintridge, California.

Desde el 8 de abril de 2011, a 17 490 millones de kilómetros del Sol,⁹​ detectó un cambio en el flujo de partículas por la cercanía del fin de la heliosfera, que resulta ser ovalada. Los científicos saben que es así debido a la forma en que se comportaba el viento solar al paso de la Voyager.

Esta corriente de partículas cargadas forma una burbuja alrededor nuestro sistema solar conocido como la heliosfera. El viento se desplaza a velocidad “supersónica” hasta que cruza con una onda de choque llamado choque de terminación.

A este punto, el viento disminuye drásticamente su velocidad y se calienta en una región llamada la heliopausa. La Voyager ya determinó que la velocidad del viento en su ubicación presente se ha reducido a cero. Esto significa que Voyager ya alcanzó la región donde el viento solar empieza a dar vuelta sobre sí mismo mientras se estrella contra las partículas del espacio interestelar.

El 14 de junio de 2012 la NASA anunció que la Voyager 1 ha informado de un marcado aumento en la detección de partículas cargadas del espacio interestelar, que normalmente son desviadas por los vientos solares dentro de la heliosfera. Esto es considerado como el borde del sistema solar a una distancia de 120,07 UA (17 860 millones de kilómetros) de la Tierra, ya la sonda comienza a entrar en el espacio interestelar.¹⁰​

El 12 de septiembre de 2013 los científicos de la NASA alcanzaron un consenso basándose en las observaciones que mostraron una brusca disminución de electrones por metro cúbico desde el 25 de agosto de 2012, cuando ésta se redujo hasta 0,08 electrones, quedando dentro de las estimaciones que los modelos actuales predicen para más allá del sistema solar, que estaría entre 0,05 y 0,22 electrones por metro cúbico. De esta manera, la Voyager 1 se convierte en el primer objeto creado por el humano en superar la heliopausa y adentrarse en el espacio interestelar.¹¹​

El 28 de noviembre de 2017 los científicos de la NASA consiguieron corregir la actitud de la trayectoria de la sonda gracias a los propulsores TCM (de «maniobra de corrección de trayectoria») que son iguales que los propulsores de actitud en tamaño y capacidad y están en la parte trasera de la sonda. Desde que la Voyager 1 pasó por Saturno, 37 años antes, no se habían vuelto a usar. La reorientación pudo hacerse mediante pulsos de 10 milisegundos; una maniobra de precisión sobre todo teniendo en cuenta que las señales de control tardaron 19 horas y 35 minutos en llegar a la sonda. ¹²​

El 23 de febrero de 2017 a 20 916 millones de kilómetros (137,747 UA, o sea, 38 h 14 min horas-luz de la Tierra), la sonda se dirige al centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, dejando el espacio dominado por la influencia de nuestro Sol desde el 25 de agosto de 2012 y entrando así en el espacio entre las estrellas, el espacio interestelar.¹³​

El 4 de diciembre de 2017 la NASA informó que el equipo de técnicos del VOYAGER 1, trabajando con los propulsores TCM (de corrección de trayectoria), lograron reorientar la antena de alta ganancia hacia la Tierra. Con este procedimiento se espera incrementar la vida útil de la sonda hasta, por lo menos, el año 2025. Desde su lanzamiento, en 1977, estas correcciones de la posición de la nave respecto a la Tierra se hacían con los impulsores de control de actitud, pero estos se han degradado con el paso del tiempo y el continuo uso. Los propulsores TCM, en cambio, estaban inactivos desde hace 37 años, oportunidad en que se utilizaron para maniobrar la nave y apuntar con precisión los instrumentos hacia los planetas estudiados.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Voyager 1.
• [2]
• Fotografías de la misión (en inglés)
• ¿Dónde están ahora las voyager 1? (Live-Counter)
• La Misión Voyager Actividad educativa de Celestia

Satélite a Urano y Neptuno

Voyager 2

Representación artística de una de las sondas Voyager

 Información general

Organización: NASA

Estado: Activo

Fecha de lanzamiento: 20 de agosto de 1977

Aplicación: Sonda interplanetaria e interestelar

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Interestelar

La sonda espacial Voyager 2 fue lanzada el 20 de agosto de 1977 desde Cabo Cañaveral, en un cohete Titán-Centauro. Es idéntica a su sonda hermana, la Voyager 1. Ambas sondas habían sido concebidas inicialmente como parte del programa Mariner con los nombres de Mariner 11 y Mariner 12, respectivamente.

A diferencia de su hermana, la Voyager 2 adoptó una trayectoria diferente en su encuentro con Saturno, sacrificando la cercanía a Titán, pero adoptando un mayor impulso gravitacional en su viaje hacia Urano y Neptuno. La sonda alcanzó su mayor cercanía con estos planetas en los años 1986 y 1989, respectivamente.

A pesar de que muchos de sus instrumentos se encuentran fuera de servicio, aún continúa inspeccionando los alrededores del sistema solar. A la velocidad de 14,8 km/s, tardará unos 193 000 años en alcanzar la estrella Ross 248, de la que pasará a una distancia de 1,7 años luz.

Trayectoria de la Voyager 2.

Situada a una distancia de 106,6 UA (1,595×10¹⁰ km) el 2 de noviembre de 2014,¹​ se ha convertido en uno de los objetos más distantes que ha creado el hombre.

El 10 de diciembre de 2007 descubrió que el sistema solar no tiene una forma esférica, sino ovalada, debido al campo magnético interestelar del espacio profundo.²​

Planificación y lanzamiento

Lanzamiento de la Voyager 2.

La sonda Voyager 2 fue lanzada con el fin de aprovechar las posiciones de Júpiter y Saturno, así como la entonces reciente técnica de asistencia gravitatoria. De esta forma, una misma misión podría visitar varios planetas con el ahorro que ello suponía.

La culpa en realidad la tuvo un joven ingeniero aeroespacial de la NASA llamado Gary Flandro. Durante el verano de 1964, mientras trabajaba en el Jet Propulsion Laboratory, el investigador se dio cuenta de que los planetas exteriores del sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) iban a alinearse de una forma única y extraordinaria durante la siguiente década. Sus cálculos, que refinaban los estudios realizados tres años antes por el científico Michael Minovich, demostraban que era posible enviar una sonda entre 1976 y 1978 para que explorase los cuatro mundos de una sola vez.

Así nació Grand Tour, la misión espacial que aprovechó la asistencia gravitatoria para reducir el viaje por el espacio desde los cuarenta años iniciales a tan solo una década. La última ocasión en la que los planetas se habían alineado de forma semejante había sido en 1801. Si las investigaciones de Flandro eran correctas, la NASA tenía ante sí una oportunidad histórica. En condiciones normales, una nave hubiera tardado más de treinta años en alcanzar Neptuno, tal y como cuenta el astrofísico Daniel Marín, un período de tiempo que la Voyager 2 pudo reducir a sola una década teniendo además la oportunidad de visitar cuatro planetas de una sentada.

Lograr su objetivo, sin embargo, no fue una tarea sencilla. Si el desafío de la Voyager 2 era ambicioso, mayores fueron los problemas experimentados durante el lanzamiento. Fallos en el ordenador de a bordo, problemas en los sistemas de navegación al exceder los límites de velocidad y un mal funcionamiento de uno de los sensores, que indicó por error un insuficiente despliegue en la extensión con los instrumentos científicos, fueron solo algunos de los inconvenientes sufridos durante las primeras horas tras el lanzamiento en Florida. Diez días después, los científicos descubrieron que uno de los propulsores de la antena no estaba bien colocado, afectando a la estructura de la sonda y a su propia trayectoria. Tras corregir los problemas detectados y rediseñar sobre la marcha el sistema de navegación, la NASA comprobó a principios de septiembre, días antes del envío de la Voyager 1, que la nave homóloga funcionaba correctamente.

El personal de tierra estuvo tan concentrado en un problema ocurrido durante el lanzamiento de su gemela, la Voyager 1, que olvidó enviar a la Voyager 2 un código de activación de su antena de alta ganancia. Por suerte, el personal pudo contactar con la sonda a través de la antena de baja ganancia y activarlo.

La sonda Voyager 2 logró viajar a los cuatro planetas más grandes del sistema solar de una sola vez

Desarrollo de la misión

Júpiter

El máximo acercamiento a Júpiter tuvo lugar el 9 de julio de 1979, a 570 000 kilómetros sobre las nubes de las capas altas de la atmósfera del planeta.

Aunque los astrónomos habían estudiado Júpiter desde telescopios en la Tierra desde hacía siglos, los científicos se sorprendieron de los descubrimientos realizados por la sonda.

Las cámaras de la nave revelaron una atmósfera de hidrógeno y helio cuyas nubes presentaban una dinámica mucho más compleja de lo que habían imaginado anteriormente. La sonda descubrió también que el planeta emitía mucha más energía de la que recibía del Sol, lo que podría justificar una actividad atmosférica tan intensa que permitía la existencia de fenómenos como la Gran Mancha Roja.

La existencia de vulcanismo en Ío (luna) fue, probablemente, uno de los descubrimientos más inesperados de la misión realizada con anterioridad por la Voyager 1 unos meses antes. En conjunto, las dos sondas registraron más de nueve erupciones, y hay evidencias de que hubo más en el intervalo de tiempo comprendido entre ambas visitas.

La Voyager 1 había descubierto en la luna Europa largas series de estrías que los científicos habían interpretado como fallas procedentes de procesos tectónicos. Sin embargo, las imágenes de mayor resolución enviadas por la Voyager 2 revelaron que se trataba de fracturas en una capa de hielo que cubre un océano interior.

La sonda descubrió que el satélite Ganímedes, la mayor luna del sistema solar, presentaba dos tipos bien diferenciados de terreno, uno cubierto de cráteres y otro estriado, sugiriendo que la costra helada de esta luna pudiera haber sufrido fenómenos tectónicos.

Calisto presentaba una corteza de hielo muy antigua con muchos cráteres y anillos remanentes de grandes impactos. Los mayores cráteres aparentemente habían sido borrados por el flujo de la corteza de hielo a lo largo de los tiempos geológicos. No hay relieves topográficos aparentes de estos inmensos impactos, salvo una coloración diferente y los restos de anillos concéntricos.

Se descubrió un pequeño anillo alrededor del planeta, así como los satélites Adrastea, Metis y Tebe.

Saturno

Saturno fotografiado por la Voyager 2

El máximo acercamiento de la sonda a Saturno tuvo lugar el 25 de agosto de 1981, cuando la sonda investigó las capas superiores de la atmósfera del planeta.

Sus mediciones revelaron que en los máximos niveles de presión (7 kilopascales) la temperatura era de 70 kelvin (-203 °C). El polo podría estar 10 K más frío, si bien esto podría ser estacional.

Tras sobrevolar Saturno, la plataforma de la cámara de la Voyager 2 se bloqueó, poniendo en peligro los planes de continuar la misión hacia Urano y Neptuno. Había tres años hasta llegar a Urano, por lo que hubo tiempo de sobra para estudiar, entender y resolver el problema. Finalmente, luego de pruebas exhaustivas, se entendió que la causa era el escaso lubricante que llegaba. Se solucionó haciendo que nunca girara a su velocidad máxima, (1 grado por segundo) sino solo a una velocidad de 0,333 grados por segundo, o 0,083 grados por segundo. De esa forma la plataforma pudo seguir siendo utilizada.³​

Urano fotografiado a una distancia de 18 millones de kilómetros.

Urano

El máximo acercamiento a Urano tuvo lugar el 24 de enero de 1986 a 81 500 km de las capas más altas de la atmósfera.

La Voyager 2 descubrió diez lunas antes desconocidas, estudió la atmósfera del planeta, resultado de la inclinación del eje de rotación (97,77º) e investigó el sistema de anillos.

La luna Miranda resultó ser uno de los cuerpos más sorprendentes. La Voyager 2 descubrió al sobrevolarla cañones de 20 km de profundidad y una mezcla de superficies nuevas y viejas. Las cinco mayores lunas parecieron ser agregados de roca y hielo, como las lunas de Saturno.

El análisis de los anillos reveló que eran diferentes de los de Júpiter y Saturno, pudiendo ser relativamente recientes.

La Voyager 2 descubrió uno de los efectos más sorprendentes de la inclinación del planeta: el campo magnético está inclinado 60º respecto al eje de rotación planetario. El campo magnético es arrastrado por la rotación del planeta siguiendo un movimiento de sacacorchos.

No se conocía la existencia de campo magnético en el planeta antes de la llegada de la sonda. Su intensidad es semejante a la del campo magnético de la Tierra, y su orientación hace pensar que se forma a profundidades en las que el agua puede actuar como conductor.

La sonda descubrió, asimismo, que Urano es un tipo de planeta gigante muy diferente de Júpiter y Saturno. Su atmósfera no está formada por hidrógeno y helio, sino por metano y amoníaco. El planeta es de menor tamaño que Júpiter y Saturno, y los investigadores sospechan que en su interior puede haber océanos de agua y hielo.

Neptuno y la mayor de sus lunas, Tritón —abajo, centro, pequeña—, en una imagen tomada por la Voyager 2 en 1989.

Neptuno

La máxima aproximación a Neptuno tuvo lugar el 25 de agosto de 1989. Al ser el último gran planeta que la sonda visitaría, se decidió hacer un vuelo cercano a la luna Tritón, de forma similar a como la Voyager 1 sobrevoló Titán.

La sonda descubrió que el planeta tenía en su atmósfera una gran mancha oscura, si bien esta podría haber desaparecido más tarde, según muestran las imágenes del telescopio Hubble. Originalmente se pensó que podría ser una gran nube, aunque posteriormente se postuló que era un agujero en la capa de nubes que cubren el planeta.

Pese a encontrarse en los límites exteriores del sistema solar, donde la radiación solar es más débil, Neptuno desafió a los científicos mostrando unos fuertes vientos.

Futuro de la sonda

Desde que su misión planetaria terminara, la Voyager 2 ha pasado a ser una sonda interestelar que la NASA piensa utilizar para medir las condiciones más allá de la heliosfera.

Al igual que su gemela la Voyager 1, en 2007 cruzó el frente de choque de terminación.

El 4 de noviembre de 2011, el personal de la Red del Espacio Profundo de la NASA envió comandos a la Voyager 2 para activar el propulsor de reserva que controla la dirección de la nave espacial. Dicha estrategia permitió a esta nave reducir la cantidad de energía necesaria para operar usando propulsores no usados anteriormente, y al reducir el consumo de energía, su vida útil se podría alargar incluso otra década. La nave transmitió los resultados de la maniobra el 13 de noviembre de 2011 y se recibieron en la Tierra el 14, un día más tarde.⁴​

Se espera que la Voyager 2 siga transmitiendo mensajes de radio por lo menos hasta el año 2025.⁵​

Discos mensaje

Pero tal vez el recuerdo más entrañable de este programa espacial sea su función como mensajeros interestelares. Una vez finalizado el Grand Tour planetario, la Voyager 2, junto con la sonda gemela, superaron los confines del sistema solar para adentrarse en lo desconocido, desde donde todavía siguen funcionando y enviando valiosa información científica a diario a la agencia espacial norteamericana. Conscientes de su viaje hacia territorios inexplorados, la NASA le pidió al astrofísico y divulgador Carl Sagan que preparase algún mensaje para una hipotética civilización extraterrestre, por si algún día se topaban con las Voyager.

Los discos de oro que viajan a bordo de las Voyager son una carta de presentación de la humanidad por si alguna vez contactamos con una civilización extraterrestre

Aunque las posibilidades de contacto eran (y siguen siendo) muy pequeñas, los investigadores se pusieron manos a la obra para llevar a cabo una iniciativa única y extraordinaria. Fue el astrónomo Frank Drake quien propuso grabar un disco fonográfico de cobre cubierto de oro, capaz de durar cientos de millones de años en el espacio interestelar y de soportar las condiciones del viaje. El disco de oro, que se incluyó en ambas naves y cuyo contenido se ha replicado para llevarlo al mercado terrestre este año, tomó el testigo de las placas metálicas de las antiguas Pioneer para dar a conocer la existencia de la civilización humana a una supuesta comunidad extraterrestre.

Carl Sagan y la escritora Ann Druyan, junto con el resto de su equipo, idearon el contenido que iría a bordo de las sondas. A modo de cápsula del tiempo, el disco incluye 118 imágenes, 90 minutos de música, saludos en 55 lenguas, sonidos de ballenas o perros ladrando, el estruendoso ruido que produce el cohete Saturno V al despegar, el saludo del por entonces secretario general de las Naciones Unidas y las ondas cerebrales de una joven enamorada. Neurocientíficos de la Universidad de Nueva York grabaron el electroencefalograma de la propia Druyan, pareja de Sagan, que se preparó a conciencia durante los días anteriores para ordenar sus pensamientos antes de la prueba. Pero no imaginaba que el destino le tenía preparada una sorpresa.

Dos días antes de la consulta médica, Carl Sagan y Ann Druyan mantuvieron una conversación telefónica tan impactante como maravillosa. Ambos se habían dado cuenta, mientras preparaban el disco de oro, que habían hallado en el otro a la pareja perfecta, y que querían pasar el resto de su vida juntos. Al colgar el teléfono, la escritora supo que su electroencefalograma registraría un auténtico terremoto: la breve charla había resultado en una declaración de matrimonio. “Mis sentimientos de mujer de 27 años, locamente enamorada, están en ese disco”, explicó la propio Ann a la NASA. En menos de un minuto comprimieron la grabación de una hora completa, donde los pensamientos de la mujer suenan como una explosión romántica. En palabras de la joven, el sonido “es para siempre. Será verdadero dentro de 100 millones de años. Para mí, las sondas Voyager son una especie de alegría tan poderosa que me aleja del miedo a morir”.

https://www.xataka.com/espacio/voyager-2-esta-a-punto-dejar-atras-sistema-solar-para-adentrarse-espacio-interestelar

Primeras Fotos de Marte

Viking 1

Sonda orbital y de aterrizaje

Visión artística de la Sonda.

Datos de la(s) sonda(s)

Nombre: Viking I

Organización: NASA – JPL

Cohete lanzador: Titan IIIE

Tipo de misión: Orbitador y aterrizador

Masa: 3.257 kg (el conjunto con combustible)

Lanzamiento: 20 de agosto de 1975

Lugar de lanzamiento: Cabo Cañaveral (Complejo de Lanzamiento 41)

Masa total: 3527 kg

Llegada a Marte: 20 de julio de 1976; (11:53 UTC, MSD 36455 18:40 AMT, 14 Mina 195; Dariano; 22.48, -49.97Coordenadas: 22.48, -49.97

Fin de la misión; 7 de agosto de 1980

Instrumentos científicos

Viking Orbiter 1:

1. Sistema de imágenes y vídeo
   (Visual Imaging System)
2. Un radiómetro
   (Infra-Red Thermal Mapper)
3. Un espectrómetro infrarrojo
   (Mars Atmospheric Water Detector)

Viking Lander 1:

1. Un analizador de potencial
   (Retarding Potencial Analyzer)
2. Un espectrómetro de masas
   (Upper Atmosphere Mass Spectrometer)

La sonda espacial Viking I es una de las dos sondas espaciales de exploración de Marte pertenecientes al programa Viking de la NASA, compuesta de una sonda orbital llamada Viking Orbiter I y una sonda de aterrizaje llamada Viking Lander I.

Misión

Las sondas fueron lanzadas por un cohete Titan III-E/Centaur el 20 de agosto de 1975, en dirección hacia Marte, alcanzando su objetivo en unos 10 meses. La Viking Orbiter 1 alcanzó la órbita marciana el 19 de junio de 1976, y cinco días después de la inserción orbital comenzó a retransmitir las primeras imágenes. El aterrizaje de la Viking Lander 1 fue retrasado del 4 al 20 de julio, ya que las primeras fotografías del lugar de aterrizaje mostraron que no era totalmente seguro.

Módulo orbitador

Los instrumentos de la nave se componían de dos cámaras vidicon (VIS) para obtener imágenes, un espectrómetro de infrarrojos para el mapeado de vapor de agua y radiómetros infrarrojos para el mapeo térmico. La misión principal del orbitador terminó con el inicio de la conjunción solar el 5 de noviembre de 1976. La misión extendida comenzó el 14 de diciembre de 1976, después de dicha conjunción solar. Las operaciones realizadas incluyeron aproximaciones a Fobos en febrero de 1977. El 7 de agosto de 1980, el Orbitador Viking 1 se fue quedando sin combustible para el control de altitud y su órbita se elevó de 357 × 33943 kilómetros a 320 × 56000 kilómetros para evitar el impacto con Marte y la posible contaminación hasta el año 2019. Las operaciones se dieron por terminadas el 17 de agosto de 1980, después de 1485 órbitas. Un nuevo estudio en 2009 concluyó que, aunque la posibilidad de que Viking 1 haya impactado en Marte no debe ser descartada, es sumamente probable que continúe en órbita.

Módulo de aterrizaje

El módulo de aterrizaje y su cubierta se separaron del orbitador el 20 de julio a las 8:51 UTC. En el momento de la separación, el módulo de aterrizaje estaba orbitando a unos 5 km/s. Los retrocohetes del escudo se encendieron para iniciar la maniobra de la salida de órbita. Después de unas horas a unos 300 km de altitud, el módulo de aterrizaje se reorientó para la entrada atmosférica. El escudo térmico de la cubierta frenó la nave durante su entrada en la atmósfera. En este trayecto se emplearon sensores de presión, temperatura y densidad, así como un espectrómetro de masas para controlar el descenso. A 6 km de altitud, viajando a aproximadamente 250 m/s, el paracaídas de 16 metros de diámetro fue desplegado. Siete segundos después, el escudo se separó de la sonda, y 8 segundos después, las tres patas del módulo de aterrizaje se extendieron. En 45 segundos el paracaídas había reducido la velocidad del módulo de aterrizaje a 60 m/s. A 1,5 km de altitud, retrocohetes en el propio módulo de aterrizaje se encendieron y, 40 segundos después, aproximadamente a 2,4 m/s, la sonda tocó tierra en Marte con una sacudida relativamente ligera.

Este es el calendario de la misión de la Viking Orbiter I:

Fecha	Órbita	Operaciones
20/8/1975	–	Lanzamiento del conjunto VO-VL
19/6/1976	0	Puesta en órbita elíptica sincrónica (1) Inicio de la Viking Primary Mission
20/7/1976	92	Separación de la VL-1
5/11/1976	132	Fin de la Viking Primary Mission
14/12/1976	162	Inicio de la Viking Extended Mission
12/2/1977	235	Sincronización de la órbita con el período de Fobos (2)
24/3/1977	263	Reducción del periastro a 297 km (3)
?/3/1978	652	Fin de la Viking Extended Mission Inicio de la Viking Continuation Mission
?/2/1979	987	Fin de la Viking Continuation Mission Inicio de la Viking Completion Mission
20/7/1979	1120	Aumento del periastro a 357 km (4)
7/8/1980	1485	Fin de la Viking Completion Mission Fin del funcionamiento controlado desde la Tierra

1. Puesta en órbita elíptica sincrónica: periodo 24 h; apoastro 33000 km; periastro 1513 km; inclinación 39º.
2. Sincronización de la órbita con el periodo de Fobos: distancia 100 km.
3. Reducción del periastro a 297 km (resolución de las imágenes: 20 m).
4. Aumento del periastro a 357 km.

Aterrizador marciano

Puesta de Sol fotografiada desde la VL-1.

Imagen de la Viking (con color alterado) donde pueden verse las marcas de la pala mecánica de recogida de muestras.

 

 

Calendario de la misión de la Viking Lander I:

Fecha	Sol*	Operaciones
20/8/1975	–	Lanzamiento del conjunto VO-VL
20/7/1976	0	Aterrizaje en Marte Inicio análisis biológicos y moleculares del suelo y atmósfera Inicio análisis inorgánicos Inicio de imágenes (modo continuo) Inicio observaciones meteorológicas (modo continuo)
?/5/1977	307	Fin de análisis biológicos y moleculares del suelo y atmósfera
20/11/1978	841	Fin de análisis inorgánicos Inicio modo Survey (envío automático de datos semanalmente)
?/2/1979	9??	Envío de imágenes en modo automático semanal Observaciones meteorológicas en modo automático semanal
13/11/1982	???	Fin de operaciones del VL-1 por un fallo humano durante una actualización del software

Vista panorámica desde la Viking Lander 1, del lugar de aterrizaje, Chryse Planitia

Más información en: https://www.astrosafor.net/Huygens/2003/45/Viking.htm

Viking 1: diseño de la misión 

Para evitar cualquier tipo de problemas de contaminación de las muestras que se tomarían de Marte por parte de organismos procedentes de la Tierra, las plataformas que aterrizarían en Marte fueron esterilizadas.

La sonda empleó prácticamente un año en realizar su viaje hacia el Planeta Rojo. De este modo la Viking 1 llegó a la Órbita de Marte el 19 de Junio de 1976, mientras que la Viking 2 lo hizo el 7 de Agosto de 1976. Una vez posicionados en órbita, el equipo de búsqueda de los puntos de aterrizaje para las sondas analizó cuidadosamente las imágenes tomadas por las sondas orbitales y decidió que la primera localización seleccionada al diseñar la misión no reunía todas las condiciones de seguridad necesarias. Así pues, se analizaron puntos de aterrizaje próximos y finalmente la Viking 1 aterrizó el 20 de Julio de 1976 en la ladera oeste de Chryse Planitia (La Planicie de los Dioses) en las coordenadas 22’3 grados norte de latitud, 48’0 grados de longitud.

Así mismo, el quipo certificó como no apropiada la zona de aterrizaje planeada para la Viking 2, después de analizar las fotos de alta resolución obtenidas por la sonda, por lo que determinó una nueva zona de aterrizaje a 47’7 grados de latitud norte y 48’0 grados de longitud, en la Utopia Planitia, lugar donde se produjo el aterrizaje el 3 de Septiembre de 1976.

En un principio se diseñó la misión Viking para garantizar su operatividad durante los 90 días siguientes al aterrizaje. Cada módulo orbital y Plataforma de Aterrizaje, sin embargo, mantuvieron su vida útil durante un largo período de tiempo adicional. De este modo, el módulo orbital Viking Orbiter 1 mantuvo su operatividad durante más de 4 años después de su llegada a Marte.

La Misión Primaria del Proyecto Viking se dio por concluida el 15 de Noviembre de 1976, 11 días antes de la conjunción máxima del planeta (Su paso por detrás del Sol). Tras la conjunción, a mediados de Diciembre de 1976, los controles en la Tierra recuperaron la señal de Telemetría y las operaciones de Telecomando, y comenzaron las operaciones de la Misión Extendida.

 La primera nave que dejó de funcionar fue el Módulo Orbital Viking Orbiter 2, el 25 de Julio de 1978. La sonda había empleado todo su combustible gaseoso en sus Sistemas de Control de Altitud, el cual permitía apuntar sus paneles solares al Sol para mantener el suministro de energía al resto de subsistemas. Cuando la nave perdió su orientación hacia el Sol, desde el JPL se enviaron los comandos para cerrar el suministro energético al transpondedor del Viking Orbiter 2.

 En 1978 se empezó a detectar la falta de combustible en el Sistema de Control de Altitud del Módulo Orbital Viking Orbiter 1, pero tras un estudio y una planificación del consumo de combustible, los ingenieros lograron mantener la posibilidad de que se continuara con el envío de datos a un ritmo más reducido durante otros dos años más. El suministro de gas acabó por agotarse y el suministro eléctrico del Viking Orbiter 1 se desconectó el 7 de agosto de 1980, después de un total de 1489 órbitas de Marte.

 Los últimos datos procedentes de la Plataforma de Aterrizaje Viking Lander 2 legaron a la Tierra el 11 de Abril de 1980. La última transmisión del Viking Lander 1 a la Tierra fue el 11 de Noviembre de 1982. A pesar de los esfuerzos por mantener la comunicación con el Viking Lander 1 durante los seis meses y medio siguientes, la Misión se dio por concluida el 21 de Mayo de 1983.

 Sonda Orbital: Viking Orbiter

El orbitador se basaba en la nave Mariner 9. Era un octágono de unos 2,5 m de diámetro, con una masa, en el momento del lanzamiento, de unos 2500 kg, de los cuales 1445 kg eran combustible y gas (para controlar la altitud de la sonda una vez en Marte). Los objetivos principales de los orbitadores Viking eran:

• El transporte de la sonda de aterrizaje (VL-1 y VL-2).
• Fotografiar la superficie de Marte a modo de mapa del planeta.
• Llevar a cabo una misión de reconocimiento para ubicar y certificar posibles áreas de aterrizaje.
• Actuar como un intermediario de comunicaciones para los Viking Lander.
• Detectar eventuales modificaciones del medio ambiente marciano.

Las ocho caras de la estructura anular (esto es, con forma de anillo) tenían una altitud de 0,4572 m, y tenían un ancho de 1397 mm y 508 mm, alternativamente. La altura total de la sonda era de 3,29 m. Había 16 componentes modulares, 3 en cada una de las 4 caras más largas, y 1 en cada cara corta.²​

Calendario de la misión orbital

Sistema de propulsión y maniobra orbital

La unidad de propulsión estaba colocada sobre la central eléctrica del orbitador. La propulsión se lograba a través de un motor cohete de combustible hipergólico, que era alimentado gracias un sistema bipropelente, con monometilhidracina (CH₃N₂H₃) como combustible y tetraóxido de dinitrógeno (N₂O₄) como oxidante.

El motor era capaz de proveer un empuje de 1.323 N, lo cual significaba un cambio de velocidad (Delta-v) de 1.480 m/s. El control de altitud se lograba por 12 pequeños micropropulsores de nitrógeno comprimido. Un sensor solar, un sensor solar de crucero, un navegador estelar y una unidad de referencia inercial con 6 giroscopios permitían la estabilización en 3 dimensiones. Además, la sonda disponía de micropropulsores de control de actitud ubicados al final de los paneles solares. Dos acelerómetros también iban a bordo.

Lanzamiento del Titan III con la Viking I a bordo.

Perfil de una misión Viking: 1. Lanzamiento; 2. Órbita de transferencia interplanetaria hacia Marte (duración 305-360 días); 3. Inserción en órbita marciana; 4. Separación del orbitador y el aterrizador (3000 km de altitud); 4. Desorbitación; 5. Frenado atmosférico (250 km de altitud, 14000 km/h); 6. Despliegue del paracaídas (6,4 km de altitud, 1600 km/h); 7. Eyección del escudo térmico y despliegue de las patas de aterrizaje (5,7 km de altitud); 8. Eyección del aterrizador y retropropulsión (1,2 km de altitud, 250 km/h); 7. Aterrizaje sobre la superficie (2,5 km/h).

Viking Orbiter I

Fecha	Órbita	Operaciones
20/8/1975	–	Lanzamiento del conjunto VO-VL
19/6/1976	0	Puesta en órbita elíptica sincrónica
20/7/1976	92	Aterrizaje de la VL-1 en Marte
12/2/1977	235	Sincronización de la órbita con el periodo de Fobos (distancia: 100 km)
24/3/1977	263	Reducción del periastro a 297 km
20/7/1979	1120	Aumento del periastro a 357 km
7/8/1980	1485	Fin del funcionamiento controlado desde la Tierra

Sistema de alimentación

Las Viking Orbiter disponían de cuatro “alas” solares que se extendían desde el eje del orbitador. La envergadura de dichas “alas” era de 9,75 m. La nave obtenía energía a través de 8 paneles solares de 1,57 m x 1,23 m, ubicando dos en cada ala. Los paneles solares, con una superficie total de unos 15 m², tenían un total de 34.800 células solares, que producían 620 W de energía en órbita marciana. La energía se almacenaba en dos baterías eléctricas de níquel y cadmio con una capacidad de 30 Ah (108 kC).

Comunicaciones

Las comunicaciones se lograban con un transmisor de 20 W de banda S (2.295 MHz) y dos TWTAs de 20 W. Un receptor de banda X (8.415 MHz) fue colocado para realizar experimentos de comunicaciones.

La sonda tenía una antena parabólica de alta ganancia maniobrable en dos sentidos con un diámetro de 1,5 m colocada en el borde de la base del orbitador. Dos grabadores de cinta eran capaces de almacenar 1.280 Mbit de información. También disponía de una radio UHF de 381 MHz.

Instrumentos científicos

Esta era la plataforma donde se ubicaban el VIS, IRTM y MAWD en las Viking Orbiter.

La sonda orbital portaba tres instrumentos científicos para llevar a cabo los experimentos previstos; un sistema de imágenes (Visual Imaging System, VIS), cartografía infrarroja (Infra-Red Thermal Mapper, IRTM), y un detector de vapor de agua atmosférico (Mars Atmospheric Water Derector, MAWD). Estaban montados en una plataforma orientable que se ubicaba en la base del orbitador, de manera que los paneles solares nunca perdieran el sentido de los rayos del Sol. El instrumental científico tenía una masa total aproximada de 72 kg:

• VIS o Visual Imaging System (Sistema de Imagen Visual) se componía de dos cámaras idénticas, cada una con un telescopio de tipo Cassegrain de 755 mm de distancia focal, un obturador, un tubo Vidicon y un disco portafiltros de seis sectores. El campo visual de cada cámara era de 1,5º x 1,7º, proporcionando imágenes de hasta 1.886 km² para una distancia de 1.500 km en el periastro.

• IRTM o Infra-Red Thermal Mapper (Mapeador Térmico Infra-Rojo) era un radiómetro con 28 canales que funcionaba en el infrarrojo, constituido por cuatro telescopios con sistemas de filtrado y con siete detectores sensibles a un cierto campo espectral cada uno.

• MAWD o Mars Atmospheric Water Detector (Detector de Agua Atmosférica de Marte) era un espectrómetro infrarrojo de cinco campos de longitudes de onda situados en la región de la banda de absorción del vapor de agua; este instrumento debería medir igualmente la proporción de la radiación solar incidente en la atmósfera marciana, con lo que se determinaría la cantidad de vapor de agua atravesada por la radiación.

Selección de imágenes obtenidas por el VIS de las sondas Viking Orbiter

Chryse Planitia.  

Antiguo flujo de agua en la región Maja Valles.

Valles marcianos captados por las sondas.

Sonda de aterrizaje: Viking Lander

Modelo de la sonda de aterrizaje Viking.

La sonda Viking Lander I, o VL-1, sección de aterrizaje que venía conjuntamente con la sonda orbital Viking Orbiter I, fue la segunda sonda espacial que aterrizó en Marte con éxito, el 20 de julio de 1976 (la primera fue la nave rusa Mars 3 en 1971, aunque se perdió la comunicación a los pocos segundos de posarse sobre el planeta). El 3 de septiembre de 1976 haría lo propio la sonda Viking Lander II, o VL-2. Las sondas VL-1 y VL-2, una vez posadas en Marte con el instrumental desplegado, se dedicaron a una serie de objetivos primarios:

• Estudios atmosféricos durante el descenso y aterrizaje.
• Observaciones del medio marciano, y meteorológicas a nivel del suelo.
• Análisis de la composición del suelo y búsqueda de materia orgánica y de vida.

Estructura de la sonda

La sonda consistía en una base hexagonal de aluminio apoyada en tres patas extendidas. La base de las patas formaba los vértices de un triángulo equilátero de 2,21 m de lado (visto desde arriba). Los instrumentos estaban sujetos a la parte superior de la base, y separados de la superficie del planeta por las patas extendidas. Toda la unidad tenía una masa de 657 kg.

Todas las operaciones estaban controladas gracias al ordenador de a bordo, el GCSC o Guidance Control Sequencing Computer (Ordenador Secuenciador de Control de Orientación). Tres unidades gestionaban los datos científicos: la DAPU o Data Acquisition and Procesing Unit (Unidad de Procesamiento y Adquisición de Datos), que era la encargada de recolectar los datos científicos y técnicos convirtiéndolos en datos numéricos para ser posteriormente enviados a la memoria de almacenamiento o a la grabadora, o transmitirlos a la Viking Obiter, para que fuesen enviados a la Tierra, o directamente enviados a la Tierra.³​

Sistema de propulsión y maniobra de descenso

La propulsión estaba a cargo de un cohete monopropelente de hidracina (N₂H₄) con 12 salidas dispuestas en 4 grupos de 3, que proveían 32 N de empuje, dando una velocidad vertical de 180 m/s. Estas salidas también actuaban como propulsores de control y rotación para la sección del Viking dispuesta a aterrizar en Marte.

El descenso final y posado sobre la superficie se lograba mediante tres motores monopropelentes de hidracina. Los motores tenían 18 salidas para dispersar la emisión calórica y minimizar los efectos sobre la superficie. Podían ser regulados, para pasar de 276 N a 2.667 N. La hidracina era purificada para evitar contaminar la superficie marciana. El Viking Lander portaba 85 kg de propelente al momento de lanzamiento, que estaban almacenados en dos tanques esféricos de titanio. El control de la VL se lograba con una unidad interferencial de referencia, cuatro giroscopios, un aero-desacelerador, un altímetro de radar, un radar de descenso y aterrizaje, y los propulsores de control de altitud.

Sistema de alimentación

La energía era provista por dos generadores térmicos radio-isotópicos (llamados RTG, en inglés), que contenían plutonio 238. Cada generador medía 28 cm de alto, 58 cm de diámetro y tenía una masa de 13,6 kg. Generaban 35 W continuos, operando a 4,4 voltios. También contaba con baterías recargables de 28 voltios de níquel–cadmio, para manejar picos de corriente suplementaria de 70 W.

Comunicaciones

Vista de Marte, desde la Viking Lander I. Se puede apreciar la antena parabólica de alta ganancia en la parte superior, y el filtro de colores para las cámaras, abajo a la derecha.

La comunicación se lograba a través de un transmisor de banda S de 20 W, y por medio de 2 TWTAs de 20 W. Una antena parabólica manipulable a lo largo de dos ejes estaba montada cerca del borde de la base de la nave.

Una antena omnidireccional de banda S también se extendía desde la base. Ambas antenas permitían una comunicación directa con la Tierra. Una antena UHF de 381 MHz permitía una comunicación en un sentido hacia el orbitador, usando una radio de 30 W. El almacenaje de datos se daba en un grabador de cinta de 40 Mbit, y la computadora de la VL podía almacenar hasta 6000 palabras en órdenes y procedimientos.

Instrumentos científicos

Detalle del brazo robótico para la recogida de muestras. En el extremo puede divisarse la pala, y en la parte superior (centro de la imagen) el tamiz. El brazo podía girar 180º para poder verter las muestras en los embudos de recogida para los experimentos.

Antes de que las Viking Lander (I y II) se posaran sobre la superficie marciana, ya habían empezado la experimentación científica. Durante el descenso, las sondas observaron y midieron la atmósfera e ionosfera marcianas. Durante esta fase, funcionaron tres instrumentos:

• RPA o Retarding Potencial Analyzer (Analizador de Potencial Retardador) medía la distribución de los electrones del viento solar y de los fotoelectrones ionosféricas, las temperaturas de los electrones en la ionosfera, la composición, la concentración y la temperatura de los iones positivos y la interacción del viento solar con la alta atmósfera.
• UAMS o Upper Atmosphere Mass Spectrometer (Espectrómetro de Masas de la Alta Atmósfera), analizaba la composición molecular de la atmósfera. Proporcionaba un análisis cuantitativo y cualitativo de todos los gases eléctricamente neutros, con un peso molecular inferior o igual a una masa atómica de 50. También medía su abundancia isotópica.
• LASE o Lower Atmospheric Experiment (Experimento de Baja Atmósfera), el cual establecía perfiles verticales (densidad, presión y temperatura) de la atmósfera, desde 90 km de altitud hasta la superficie.

Una vez posado el Viking Lander sobre Marte, se desplegaron el resto de instrumentos de a bordo. Las 2 cámaras proporcionaban imágenes de la superficie. Las fotografías (a color) eran el resultado de la combinación de ambas cámaras por el barrido de cientos de líneas en azul, rojo y verde. Para las propiedades físicas del suelo se utilizaron métodos simples, como la dureza, analizada gracias al hundimiento de los patines de las patas de la sonda. Dos pares de imanes estaban colocados en el sistema de toma de muestras, separando los minerales magnéticos del resto; otros imanes colocados sobre el metal de los RGT capturaban el polvo cargado magnéticamente. El Viking Lander además estaba provisto de tres sismómetros miniatura solidarios de la estructura del aterrizador para la medida de movimientos sísmicos.

Para las medidas meteorológicas se usaron sensores colocados en lo alto de un mástil erguido tras el aterrizaje. Las temperaturas se medían por medio de tres termopares. Un anemómetro, constituido también por un termopar, se encargaba de la velocidad del viento y su dirección. Igualmente, un sensor de temperaturas se ubicaba en el sistema de toma de muestras, para conseguir establecer perfiles de temperatura en las proximidades del suelo. El sensor de presión estaba colocado bajo la estación, e iba midiendo las variaciones de presión conforme el aparato descendía hasta la superficie.

Para la recogida de las muestras del suelo, las sondas disponían de un sistema de recogida de muestras, constituido por una pala al final de un brazo robótico articulado de 3 metros de longitud con la que cavar zanjas alrededor de la sonda. El brazo trituraba las muestras y las pasaba por un tamiz, ubicado en la parte final del mismo, para luego llevar dichas muestras a los compartimentos específicos para los experimentos, debajo de unos embudos situados en el cuerpo principal de la nave. Para analizar la composición del suelo se trató de determinar el contenido en elementos químicos y la identificación de la composición molecular. El XRFS o X-Ray Fluorescente Spectrometer (Espectrómetro de Fluorescencia X) era el encargado de los elementos químicos, mientras que el GCSM o Gas Chromatograph Mass Spectrometer (Espectrómetro de Masa en Fase Gaseosa) lo era para los análisis moleculares y concentraciones de gas, orgánicos o inorgánicos.

Resultados de los experimentos

Se determinó que el principal constituyente neutro de la alta atmósfera es el dióxido de carbono CO₂; el nitrógeno sólo representa un 6% de la cantidad de CO₂, y el oxígeno molecular O₂ un 0,3%. La presencia de nitrógeno es muy importante porque este gas está considerado como un factor determinante para la existencia de algún tipo de forma de vida.

Las medidas meteorológicas eran efectuadas doce veces al día. Pusieron en evidencia valores medios de las temperaturas diurnas que oscilaban entre -85 °C (en la puesta del Sol) hasta -29 °C (al mediodía), variaciones diarias de presión del orden de 0,2 mbar (para una presión media de 6 mbar), y velocidades de viento que alcanzaban 8 m/s ( 28,8 km/h) (durante el día).

En teoría, los sismómetros debieron registrar los movimientos del suelo, pero debido a la sensibilidad de las estaciones al viento, así como las vibraciones de los instrumentos, el origen de los registros nunca quedó claramente establecido.

El suelo de Marte es relativamente duro, existiendo en algunos lugares una corteza de varios centímetros de espesor que recubre un nivel más blando, y que una parte de los materiales de la superficie contiene minerales magnéticos. El XRFS afirmó la presencia de hierro, calcio, sílice, aluminio y titanio en las muestras del suelo recogidas por el brazo mecánico. El GCMS, para los análisis moleculares y de gases, determinó que la proporción de argón 36/argón 40 en la atmósfera marciana era muy inferior al de la atmósfera terrestre, demostrando que este planeta no ha tenido una desgasificación tan importante como la Tierra; este instrumento no encontró complejos orgánicos suficientes (menos de una parte por millón) para afirmar algún proceso biológico, presuponiendo además que el agua encontrada se asociaba a ciertos minerales.

Experimentos biológicos Viking: la búsqueda de la vida en Marte

Uno de los motivos principales para el envío del aterrizador marciano era la búsqueda recurrente de la vida en Marte. Para ello, las sondas Viking que se posaron sobre la superficie llevaban consigo el Biology Instrument, un contenedor de experimentos, tres exactamente; el Pyrolytic Release Experiment, el Labeled Release Experiment, y el Gas Exchange Experiment.

Pyrolytic Release Experiment

Este experimento se basaba en el principio de la asimilación del carbono, que establece que la materia viva fija el carbono de la atmósfera mediante fotosíntesis. Previamente se procedía a esterilizar una parte de la muestra durante tres horas a 160 °C. Las muestras eran incubadas durante cinco días bajo una luz artificial (sin ultravioleta). Después, para volver a colocar las muestras obtenidas en las condiciones naturales del medio marciano, se introducía en la cámara de incubación CO₂ marcado al carbono 14. Tras el periodo de incubación la temperatura del contenedor era elevada hasta los 650 °C con el objetivo de pirolizar toda la materia orgánica. A continuación se introducía helio para la transferencia de la fase de vapor por medio de un filtro, analizándose el resto de grupos volátiles mediante un detector de radiaciones, de manera que se pudiera detectar el carbono 14 que podía haber sido fijado por la materia orgánica. Se comparaban las muestras, esterilizada y no esterilizada, para medir la radioactividad. Si los resultados eran iguales, se presuponía que no había ningún agente biológico; si era distinto, se podría admitir la presencia de materia orgánica que hubiera alterado el resultado.

Labeled Release Experiment

El Labeled Release Experiment se basaba en el concepto de la asimilación de moléculas orgánicas, como aminoácidos, por microorganismos presentes en las muestras de suelo; tras la asimilación, se producirían una serie de gases que contuvieran una parte del carbono presente en las moléculas orgánicas. Para ello se procedía a la colocación en una incubadora de las muestras con atmósfera marciana. A dicha muestra se le añadiría un agente líquido nutritivo (con formiatos, lactatos y aminoácidos) marcado al carbono 14. Si durante el experimento existiera un aumento en la radioactividad de la atmósfera de la incubadora, había que pensar que era el resultado de la emisión de gases marcados al carbono 14 producidos por la asimilación de la materia nutritiva por los microorganismos marcianos.

Gas Exchange Experiment

Este otro experimento se fundamentaba en el principio de intercambios entre la materia viva y la atmósfera, y en la presencia de materia nutritiva en el suelo. La muestra se le añadía, dentro de la incubadora, de un agente nutritivo no marcado y de una mezcla gaseosa de helio, kriptón y dióxido de carbono. En el experimento se analizaba las muestras de la mezcla gaseosa en una columna cromatrográfica, de forma que pudiese ser detectado un eventual aumento de concentración en dióxido de carbono, en CH₄, y en nitrógeno, que indicaría una asimilación de la materia nutritiva por materia viva.

Análisis de los experimentos biológicos

Tras analizar los resultados de los experimentos biológicos la comunidad científica fue reservada para calificar que algún proceso biológico existía en la superficie de Marte. Se realizaron tres experimentos; en el primero se usó una muestra de 0,1 g del suelo recogida por el brazo mecánico introduciéndola en la incubadora. Este experimento se trataba del Pyrolytic Release Experiment. Tras realizar el experimento, en el que se simulaban las condiciones marcianas sin rayos ultravioleta, se afirmaría la presencia de agentes biológicos detectando la fotosíntesis de los posibles microorganismos. El analizador detectó la presencia de emanaciones gaseosas de compuestos carbonáceos que en principio se trataban de dióxido de carbono y, en una muestra gemela esterilizada, no se dio tal circunstancia. Por tanto el resultado fue positivo para la presencia de seres vivos.

En el segundo experimento, que se trataba del Labeled Release Experiment, se usó para la muestra un caldo orgánico para que los posibles microorganismos existentes en dicha muestra emitieran dióxido de carbono a causa del metabolismo de este compuesto. Este resultado fue en principio negativo, ya que en la muestra calentada no aportó ningún resultado válido.

En el último experimento, el Gas Exchange Experiment, se trató de buscar metabolitos orgánicos, tales como el metano, tras aportar a la muestra nutrientes orgánicos con marcado al carbono 14. El resultado fue probablemente positivo, ya que se encontró una variación en el nitrógeno tras estar observando la muestra durante 200 días, aparte de un evidente desprendimiento de oxígeno y dióxido de carbono.

Los científicos determinaron entonces, no con total convencimiento, que la presencia de vida en Marte era inexistente. Se basaron en que los resultados del primer y tercer experimento, que dieron positivo, se podían explicar gracias a procesos químicos y geológicos. En el caso del segundo experimento, que dio negativo, los científicos argumentaron que quizás el analizador era demasiado poco sensible para detectar trazas orgánicas en tan poca cantidad.

Finalmente explicaron que quizás la mejor forma de encontrar agentes biológicos en Marte sería excavando a una cierta profundidad del suelo, ya que los letales rayos ultravioleta destruirían cualquier tipo de vida (la capa de ozono no existe en Marte).⁴​

Mucho más recientemente, se ha argumentado que las sondas Viking pudieron no solo ser incapaces de detectar la vida en Marte y, sobre todo, que los científicos podrían no haber sabido interpretar los datos que éstas transmitieron, sino que a causa de los múltiples experimentos las sondas pudieron haber acabado con la vida existente en las muestras, ya que los posibles microorganismos marcianos no responderían igual que los terrestres a los procesos químicos a los que se les habría expuesto.⁵​

MÁS INFORMACIÓN

• Probable presencia de anhídrido carbono Marte

La entrada en órbita marciana tuvo lugar a las cero horas 38 minutos del domingo, cuando el Vinking-1 se encontraba a 314 millones de kilómetros de la Tierra y a 9.600 kilómetros de Marte. El doctor Bautista, director de la Estación Espacial de Madrid, ha declarado a EL PAIS que el ingenio «llevaba 10 meses de camino, cuando tuvo lugar la entrada en órbita. Se aproximaba al planeta con una velocidad de .18.000 kilómetros por hora. Esta velocidad es demasiado grande. Si no se hubiese hecho nada, el Viking habría pasado de largo».

Esto fue lo que les sucedió a otros muchos ingenios interplanetarios que le han precedido. Esa fue la, suerte corrida por Mars-IV (soviético) y Mariner-IV (norteamericano), Zond-2…, y tantos otros.

El Viking-1, al que le sigue otra nave espacial norteamericana, Viking-2, logró entrar en órbita porque los retrocohetes funcionaron del modo previsto. «Su velocidad se redujo en 5.300 kilómetros por hora -añade el doctor Bautista- quedando capturado por el campo gravitatorio marciano. La órbita en la que ha entrado es una órbita provisional de 42 horas y media de período. Ahora es necesario reducir el período a 24,6 horas -que es la duración del día marciano».

Más fotografías

El Viking-1, va a estar varios días en órbita. Su objetivo es tomar multitud de fotografías para poder determinar con precisión la zona de aterrizaje. Una de las zonas más favorables para la operación es la llanura de Chryse, cerca del gran barranco de Cóprates, una gigantesca garganta que corre a lo largo de casi un tercio del ecuador del planeta. El Viking-2 que le sigue se posará más cerca del polo norte donde se especula que hay más posibilidades de encontrar organismos vivientes. A simple vista, Marte ofrece desde la Tierra una típica coloración rojiza. Pero a medida que se le observa más cerca desaparece ese color y lo que se advierte es una superficie con manchas claras y oscuras así como unos casquetes blancos en los polos con los que se ha especulado mucho. Se habló de la posible presencia del hielo, con primaveras e inviernos que originaban fusión y congelación.

El análisis espectral ha mostrado una atmósfera tenue, con gran riqueza de nitrógeno, con poca presencia de agua, elemento de esencial importancia en los seres vivientes, tal como éstos se han desarrollado en la Tierra.

Los famosos canales marcianos, unas líneas de sorprendente geometría conocidas desde hace mucho tiempo, parecen ser regiones desérticas y grandes cráteres, provocados por el bombardeo de los meteoritos. Marte análogamente a la Luna, no está como la Tierra protegido de la lluvia de meteoritos por una atmósfera densa.

Otros análisis espectrales han mostrado la presencia en el planeta vecino del enlace químico C-H (carbono e hidrógeno), típico de los seres vivientes. Pero el misterio marciano sigue sin resolverse. No se han podido comprender hasta la fecha las variaciones de extensión de sus manchas con las temporadas. En todo caso es un planeta dinámico donde suceden cosas a un nivel geológico, y probablemente biológico, que sólo podrán ser despejadas con las fotos cada vez más cercanas y con el análisis de su suelo.

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La NASA digitalizará los datos del Viking 1, primer aterrizador marciano

Corría el año 1975 cuando la sonda Viking 1 partió de la Tierra rumbo a Marte. Fue la primera misión que tenía como objetivo hacer aterrizar un robot allí. 11 meses después, el 20 de julio de 1976, Viking 1 se convirtió en el primer objeto construido por el hombre que aterrizaba en el planeta rojo. Gracias a él, pudimos ver las primeras fotos de la superficie de Marte, y conocer más datos sobre él.

Toda esa información quedó recogida en microfilms analógicos. Para evitar que toda esa información se acabe perdiendo, pues los films analógicos utilizan componentes químicos que se desgastan con el tiempo, un científico de la NASA, llamado David Williams, se va a encargar de digitalizar toda esa información. Junto con su equipo, van a utilizar un lector de microfilms para digitalizar todos los rollos del Viking 1.

Este hecho, además de tener una motivación sentimental de hacer que no se pierda esta valiosa información de la primera misión controlada desde la Tierra en la superficie marciana, tiene como objetivo revisar y tener disponible la máxima información posible del planeta rojo, ya que son pocas las misiones que se han realizado en este planeta. Además, lo que llevó de primeras a Williams a buscar los rollos de microfilm fue una petición de unos biólogos para contrastar unas hipótesis con las que estaban trabajando.

Por ello, cualquier información que haya sobre Marte es de vital importancia para futuras investigaciones. De hecho, toda la información del Viking se utiliza para comparar la que envía el Curiosity a la Tierra, y se utilizará para comparar la que recogerá el rover Mars 2020. El Mars 2020 llevará nuevos instrumentos científicos cuidadosamente seleccionados, entre los que se encuentra un conversor dióxido de carbono en oxígeno, para comprobar si, ulteriormente, se podría respirar aire de manera normal en Marte.

De esta manera, se podrá estudiar cómo ha evolucionado el entorno marciano durante las últimas décadas. En el caso de que hubiera diferencias en la tierra o en la atmósfera, esto podría indicar la presencia de vida en el planeta, entre otros factores.

La nave Viking 1 era realmente avanzada para su época, tal y como podemos observar en la calidad de las fotografías que hay disponibles de la expedición. Además, con la Viking 1 se pudo comprobar la hipótesis de la dilatación gravitacional del tiempo, propuesta en la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Para ello, mandaron señales de radio de ida y vuelta al Viking 1. En una de las pruebas, lo hicieron en un momento en el que el Sol estaba entre medias de la Tierra y Marte. El efecto Shapiro coincidía con las predicciones de la Relatividad General.

Esta misión originó varias controversias, las dos más importantes fueron:

¿Encontró la misión vida en Marte?

En 1976 la NASA envió dos sondas espaciales a Marte, Viking 1 y Viking 2, para determinar si había vida en el planeta rojo.

Las sondas llevaron a cabo tres experimentos especialmente diseñados con este objetivo, uno de ellos fue llamado Labeled Release Experiment.

Este experimento consistía en tomar muestras de suelo de Marte y mezclarlas con agua que contenía nutrientes y átomos radiactivos de carbono. La idea era que si el suelo contenía microbios, éstos metabolizarían los nutrientes y liberarían dióxido de carbono radiactivo o gas metano.

Desgraciadamente, los resultados del Labeled Release Experiment no fueron confirmados por los dos experimentos posteriores, que dieron ambos negativo, por lo que la agencia espacial descartó la posibilidad de que hubiera vida en Marte.

El misterioso rostro fotografiado en Marte

La «Cara» de Marte es un rasgo distintivo en la superficie del planeta Marte ubicado en la región de Cidonia, concretamente en Cidonia Mensae, que para algunas personas se asemeja a un rostro humano. Mide aproximadamente 3 km de largo por 1,5 km de ancho y se ubica a 41º05′ norte y 9º50′ oeste. Fue fotografiada por primera vez el 25 de julio de 1976 por la sonda espacial Viking 1, que orbitaba el planeta en ese momento. El hecho llamó la atención del público seis días después en un informe de prensa entregado por la NASA.

La interpretación científica

La interpretación mayoritariamente aceptada de las primeras fotografía sugiere que es una forma natural del terreno, una de las muchas mesetas esparcidas por Cidonia. En este orden de ideas, la apariencia de una cara se da porque la combinación del ángulo de iluminación de la luz del Sol y la baja resolución de la foto tienden a suavizar las irregularidades de la superficie, y por la tendencia del cerebro humano a reconocer patrones familiares, especialmente caras (pareidolia). Además, un lapso en los datos enviados por el Viking 2 creó un punto negro exactamente donde los orificios de la nariz se ubicarían en una cara. Muchos otros puntos como éste son visibles en la foto

Sin embargo, a partir del fenómeno de pareidolia, también se originó otra interpretación de carácter ufológico seudocientífico, que indicaba que la fotografía representaba un monumento de algún tipo, y su existencia era prueba de que una inteligencia extraterrestre habitó Marte (los marcianos), o que visitó este planeta en un momento lejano del pasado. El principal proponente de esta interpretación es Richard Hoagland; su «Mensaje de Cidonia», en el libro Los monumentos de Marte: una ciudad al borde de la eternidad, se basa en una interpretación de otros rasgos de la región de Cidonia como las llamadas Pirámides de Marte. La publicación de este libro ha popularizado la creencia en la artificialidad de la cara.

La comunidad científica acoge esta teoría con escepticismo y la considera algo absurda y poco probable:

La interpretación oficial está apoyada por las nuevas fotografías tomadas por la sonda Mars Global Surveyor, en 1998 y 2001, y por la sonda Mars Odyssey en 2002. Fotografiada bajo diferentes condiciones de iluminación y a una resolución más alta, la forma no parece una cara.¹​ Sin embargo, los promotores de las teorías de la conspiración del ocultamiento extraterrestre no creen en estas nuevas fotografías y alegan, sin presentar pruebas, que las imágenes habrían sido alteradas.

Posteriormente en el año 2006, la sonda Mars Express, de la Agencia Espacial Europea (ESA), obtuvo excelentes imágenes de alta resolución espacial (13,7 metros por píxel), que permitieron eliminar cualquier duda que pudiera quedar sobre la naturaleza de esta estructura, ratificándose que es puramente geológica.²​