Prueba Misión Internacional

Apolo-Soyuz

Encuentro en órbita de dos mundos distintos y distantes

El programa espacial Soyuz-Apolo

El quince de julio de 1975, la cápsula espacial soviética Soyuz-19 y el vehículo estadounidense Apollo-18 fueron lanzados con siete horas de diferencia, desde el Cosmódromo de Baikonur (RSS de Kazajistán, URSS) y el Centro Espacial Kennedy (Cabo Cañaveral, Florida, EEUU). Dos días después se realizó el acoplamiento de las dos naves. A unos 200 kilómetros de la Tierra los cosmonautas soviéticos y los de los Estados Unidos se dieron el histórico apretón de manos en la órbita terrestre.

Primera prueba de una misión internacional. Paso previo a las estaciones espaciales internacionales.

La tripulación del Soyuz 19 estaba formada por el comandante de la nave, Alexéi Leónov, que era una leyenda por haber sido el primer hombre en realizar una caminata espacial en 1965, y el novato Valeri Kubasov, el ingeniero de a bordo. La parte estadounidense, Apolo ASTP (extraoficialmente también denominada Apolo XVIII), estaba representada por Thomas Stafford, un veterano de tres vuelos; Vance Brand, quien nunca había volado al espacio; y Donald “Deke” Slayton, miembro del primer grupo de los astronautas de la historia formado por la NASA.

Esta fue la primera vez que las dos potencias espaciales colaboraron, dejando de lado su rivalidad. El acoplamiento de las naves se produjo ante una enorme audiencia. La gente miraba alucinada la imagen capturada por las cámaras de televisión instaladas en la propia estación.

Las dos cápsulas estuvieron acopladas durante 44 horas, tiempo suficiente para que los cosmonautas intercambiaran banderas y regalos, conversaran en ambos idiomas y comieran juntos.

Ahora el general Leónov recuerda ese evento histórico con humor: “Entre nuestras naves había una frontera, unas rayas blancas y negras. Y cuando nos acoplamos, Tom Stafford me extendió la mano… Yo la apreté y como él no se negaba ¡lo arrastré a nuestra cápsula!”

El encuentro fue la culminación de más de dos años de una intensa preparación técnica y de una no menos vigorosa actividad diplomática por parte de ambos equipos. Las conversaciones informales entre el entonces presidente Kennedy y el secretario general del Comité Central del Partido Comunista de la Unión Soviética, Jruschov, habían empezado en 1962, y concluyeron con el acuerdo firmado en Moscú, diez años más tarde, por el presidente Richard Nixon y el lider soviético Leonid Brézhnev.

Como explica el experto Yuri Korash, cuando el presidente Nixon decidió pasar de la confrontación a la época de negociaciones, acordó utilizar el espacio como una de las más claras manifestaciones del comienzo de un nuevo periodo en las relaciones entre la Unión Soviética y EE. UU.

Además de la importancia política, el programa conjunto Soyuz-Apollo produjo grandes avances técnicos. La misión permitió, por ejemplo, que ambas naciones conocieran el programa espacial de su compañera.

Durante la preparación del vuelo, los cosmonautas soviéticos y sus compañeros de reemplazo visitaron y se entrenaron en el Centro Espacial Johnson, mientras que los astronautas estadounidenses viajaron a Moscú.

Por aquel entonces esos astronautas todavía no sabían que el siguiente proyecto conjunto, Soyuz-Shuttle, iba a fracasar y que tendrían que pasar veinte años más hasta la próxima colaboración entre los dos países.

Hasta el día de hoy se han hecho varios centenares de acoplamientos internacionales en estaciones espaciales. Pero el programa Soyuz-Apollo fue el primero.

El astronauta estadounidense Donald Slayton (a la izquierda y “boca abajo”), piloto de la misión Apolo ASTP, y el cosmonauta soviético Alexei Leonov, primer hombre en realizar un “paseo espacial” (1965) y comandante de la nave Soyuz 19, durante uno de los encuentros en órbita de las tripulaciones de la misión conjunta Apolo-Soyuz. Esta imagen fue una de las más reproducidas por la prensa internacional en 1975. [Foto: NASA]

El Apolo ASTP estadounidense fotografiado desde la Soyuz 19 en la órbita terrestre. En la proa del módulo de mando cónico, única zona habitable de la nave, está acoplado el Docking Module (DM; en el extremo izquierdo de la foto) diseñado específicamente para esta misión y al que a su vez se unió la nave soviética. Las misiones lunares Apolo protagonizaron la hazaña de ser los primeros (y únicos) vuelos tripulados que se posaron en nuestro satélite (seis misiones con éxito y una fallida entre 1969 y 1972). Esta misión Apolo-Soyuz de 1975 fue el último vuelo de las naves Apolo antes de pasar a formar parte de la historia de la carrera espacial. [Foto: Academia de Ciencias de la URSS]

La verde cobertura textil de la Soyuz 19 contrasta con el blanco de un área nubosa de la Tierra. En esta excelente imagen captada por la tripulación del Apolo ASTP se pueden distinguir los diferentes módulos de la nave soviética. De izquierda a derecha: (a) el módulo orbital habitable con el mecanismo de acoplamiento al DM en su extremo, (b) el módulo de mando y descenso de la tripulación y (c) el módulo de servicio o de instrumentación y propulsión (único no habitable), al que está fijado el doble juego de paneles fotovoltaicos desplegables. La versión actual de este fiable y robusto diseño de la ingeniería espacial soviética, cuya vigencia ha resistido el paso de más de cuatro décadas, sigue operativa en nuestros días. Si nadie lo remedia, las Soyuz pronto serán el único medio de transporte de tripulaciones hacia la Estación Espacial Internacional a partir de la retirada de los transbordadores espaciales norteamericanos Shuttle. [Foto: NASA]

El primer apretón de manos entre los dos comandantes de la misión: Thomas Stafford (con vestimenta naranja, en el Docking Module) y Leonov (al fondo, en el módulo orbital de la Soyuz). [Agencia TASS]

La doble designación oficial de esta primera y única misión espacial conjunta de las dos superpotencias fue Apollo-Soyuz Test Project (ASTP, por sus siglas en inglés) y Экспериментальный полёт Союз-Аполлон (ЭПСА, Eksperimantalniy polyot Soyuz-Apollon, EPSA, por sus siglas y transcripción del ruso), que viene a significar en castellano “Vuelo experimental Soyuz-Apolo”.

Sellos conmemorativos de la misión conjunta Apolo-Soyuz editados en 1975 por los servicios postales de EEUU (10 centavos de dólar) y de la URSS (12 kopeks de rublo).

El perfil de la misión Apolo-Soyuz era sencillo y poco ambicioso más allá de su espíritu simbólico: dos días después de sus respectivos lanzamientos desde EEUU y la URSS el 15 de julio de 1975 mediante cohetes Saturno IB y Soyuz-U, ambas naves tripuladas se encontrarían en una órbita baja terrestre para acoplarse mediante un módulo de atraque diseñado exclusivamente para esta expedición: el Docking Module ASTP (DM), que fue unido en órbita a la proa del módulo de mando del Apolo para su posterior acoplamiento con la nave soviética Soyuz y el encuentro entre ambas tripulaciones.

DOS PAÍSES, DOS SISTEMAS

El DM, con 3,15 m de longitud, 1,4 m de diámetro máximo y unas dos toneladas de masa, era básicamente una esclusa —con un volumen útil equivalente al de una pequeña furgoneta— cuya función era permitir la transferencia y el encuentro de ambas tripulaciones en órbita a pesar de sus diferentes sistemas… de soporte vital. Mientras que en el Apolo estadounidense había una atmósfera de baja presión compuesta sólo de oxígeno, en la Soyuz soviética se vivía en un ambiente más familiar para los organismos terrícolas: una mezcla de oxígeno y nitrógeno con una presión más elevada y más parecida al aire que respiramos en la Tierra. El DM, además de solventar el problema de los diferentes entornos de soporte vital, permitió la conexión de los circuitos de comunicaciones de ambas naves. Su sistema de atraque APAS-75 de tipo andrógino y diseño soviético permitió la unión del complejo Apolo-DM a la Soyuz.

Otro problema, el del idioma, fue solventado por la condición relativamente bilingüe de las tripulaciones, que utilizaron indistintamente el ruso y el inglés para comunicarse… aunque debido al extraño acento del comandante norteamericano cuando hablaba ruso, el comandante soviético Leonov bromeó diciendo que “en realidad en la misión se hablaron tres lenguas: el inglés, el ruso y el oklahomski“, en referencia al Estado del Medio-Oeste de donde era nativo Thomas Stafford (Oklahoma).

Sección del hábitat multimodular durante las 44 horas que permanecieron unidas las naves. Apolo a la izquierda, DM en el centro y Soyuz a la derecha (clic en la imagen para ampliar). [Ilustración: Agencia soviética TASS]

Durante las 44 horas que estuvieron unidas las naves, sus tripulaciones intercambiaron regalos, diplomas, banderas, bebidas y delicatessen típicas de cada país. En estos casi dos días completos de convivencia en órbita (la mayor parte del tiempo en el DM y en el módulo orbital de la Soyuz) también hubo ocasión de realizar algunos experimentos científicos conjuntos así como, finalmente, una maniobra de acoplamiento adicional que volvió a poner a prueba con éxito el sistema soviético de atraque APAS-75.

ENCUENTRO DE DOS MUNDOS DISTANTES

En su contexto histórico, Apolo-Soyuz supuso no sólo un hito en la historia de la carrera espacial humana, al tratarse de la primera misión conjunta de las dos naciones que hasta ese momento habían rivalizado sin tregua en la conquista del cosmos desde el inicio de la carrera espacial por parte de la URSS en 1957, sino también un acontecimiento con repercusiones evidentes en la opinión pública mundial en el marco de la distensión y la llamada política de “coexistencia pacífica” entre EEUU y la URSS, un paréntesis de 1972 (firma del Acuerdo SALT I) hasta 1980 de relativa tregua en la Guerra Fría entre las dos superpotencias globales. Receso cuyo fin coincidió con la llegada del halcón anticomunista Ronald Reagan a la Casa Blanca a principios de 1981 y que dio paso a una nueva etapa histórica de máxima tensión internacional.

Vista con los ojos de hoy, tras más de dos décadas de cooperación espacial internacional en la Estación Mir y en la ISS, la misión conjunta Apolo-Soyuz podría parecer algo normal. Nada más lejos de la realidad en el contexto de 1975. La misión Apolo-Soyuz simbolizó y significó algo parecido al encuentro en el espacio de dos naves con seres procedentes de mundos muy distintos y distantes… y no sólo porque hablaran lenguas dispares y respiraran atmósferas diferentes.

Tras años de dura competencia entre los Estados Unidos y la URSS la carrera espacial perdió bastante impulso tras el éxito de la misión Apolo 11, que en 1969 ponía por primera vez a un hombre en la Luna.

Se suele considerar que su fin lo marca la misión Apolo-Soyuz, que el 17 de julio de 1975 a las 16:19:09 UTC alcanzaba su objetivo con el acoplamiento en órbita de un módulo de comando Apolo, que llevaba un adaptador específicamente diseñado para la misión, con la Soyuz 7K-TM.

El programa Apolo-Soyuz en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de los Estados Unidos

Aquí se pueden ver unidades a tamaño real del programa de pruebas Apolo-Soyuz, el programa conjunto de los EEUU y la URSS para desarrollar y probar un mecanismo común de atraque para naves espaciales. En 1975 esta misión fue la primera vez que naves espaciales de dos países se encontraron en el espacio. A la izquierda están los módulos de comando y de servicio Apolo. Esta nave se usó como vehículo de pruebas durante el programa Apolo y fue restaurada para ser expuesta aquí. En el centro está el módulo de atraque que fue construido como reserva del utilizado durante la misión. A la derecha está la Soyuz verde, que incluye un módulo orbital esférico, un módulo de aterrizaje con forma de campana, y un módulo de servicio cilíndrico. Es un modelo construido por la Asociación de Producción científica Energía, la empresa que aún fabrica las Soyuz reales.

A bordo de la nave estadounidense iban Thomas Sttaford, Vance Brand, y Deke Slayton; a bordo de la Soyuz iban Alexei Leonov y Valeri Kubasov.

Symbol of Cooperation: placa conmemorativa que ambas tripulaciones ensamblaron en órbita

Historic Handshake: Apretón de manos entre Stafford y Leonov tras la apertura de las escotillas

Leonov y Kubasov volvieron a tierra el 21 de julio a las 10:50:00 UTC; su misión fue la primera misión espacial soviética cuyo lanzamiento y aterrizaje fue televisado.

Sttaford, Brand y Slayton amerizaron el 24 de julio a las 21:18:00 UTC; su misión fue la última misión tripulada de la NASA en amerizar, y ellos fueron los últimos astronautas de la NASA en salir al espacio hasta que John W. Young y Robert L. Crippen despegaron a bordo del transbordador espacial Columbia el 12 de abril de 1981 en la misión STS-1.

Dejando aparte el valor de relaciones públicas y de imagen de la misión esta sirvió para que ambas agencias espaciales comenzaran a trabajar juntas, lo que desembocó en las misiones de los transbordadores espaciales a la Mir –aunque casi veinte años más tarde– y luego en la Estación Espacial Internacional.

 Certificate Signing of First American and Russian Docking: Firma del certificado conjunto de la misión

Imágen superficie otro planeta

Venera 9

La concepción artística de Venera 9 aterrizó en Venus

Tipo de misión: Venus orbiter / lander

Operador: Lavochkin

ID COSPAR: 1975-050ª; 1975-050D

SATCAT no.: 7915; 8411

Duración de la misión

Orbiter: 158 días

Lander: 53 minutos

Propiedades de naves espaciales

Astronave: 4V-1 No. 660

Fabricante: Lavochkin

Lanzamiento de masa: 4.936 kg (10.882 lb)

Masa de aterrizaje: 1,560 kg (3,440 lb)

Masa de carga útil: 660 kg (1,455 lb)

Inicio de la misión

Fecha de lanzamiento: 8 de junio de 1975, 02:38 UTC ^[1]

Cohete: Proton-K / D ^[1]

Sitio de lanzamiento: Baikonur 81/24

Fin de la misión

Último contacto: Orbiter: 26 de marzo de 1976; Lander: 22 de octubre de 1975

Parámetros orbitales

Sistema de referencia: Cytherocentric

Excentricidad: 0.89002

Pericytherion: 7,625 km (4,738 mi)

Apocytherion: 118,072 km (73,367 mi)

Inclinación: 29.5 grados

Período: 48.3 horas

Venus orbiter

Componente de nave espacial: Orbiter

Inserción orbital: 20 de octubre de 1975

Vender de Venus

Componente de nave espacial: Lander

Fecha de aterrizaje: 22 de octubre de 1975, 05:13 UTC

Lugar de aterrizaje: 38′ E ° N 291.64 ° E (cerca de Beta Regio)

Lanzada el 8 de junio de 1975, la nave Venera 9 (Венера-9, designada por el fabricante como 4V-1 No. 660), integrante del programa Venera. Fue una sonda espacial soviética que fue la primera astronave que envió a la Tierra una imagen de la superficie de otro planeta, en este caso de Venus. Estaba compuesta por un orbitador y un módulo de aterrizaje (lander) que el 20 de octubre de 1975 se separó del orbitador y aterrizó el mismo día cerca del zenit del sol en la superficie de Venus. Un sistema de circulación de fluido fue usado para distribuir el calor. Este sistema de pre-enfriamiento previo a la entrada, permitió la operación de la nave por 53 minutos después del aterrizaje. El aterrizaje se produjo a cerca de 2.200 km del posterior lugar de aterrizaje de la Venera 10.

Instrumentos del orbitador

La lista de instrumentos y experimentos del orbitador incluía:

• Espectrómetro de infrarrojos de 1.6-2.8 μm
• Radiómetro de infrarrojos de 8-28 μm
• Fotómetro para ultravioleta de 352 nm
• 2 fotopolarímetros (335-800 nm)
• Espectrómetro de 300-800 nm
• Espectrómetro de Lyman-α H/D
• Radar de mapeo biestático
• CM, DM para ocultaciones de radio
• Magnetómetro triaxial
• Cámara ultravioleta de 345-380 nm
• Cámara de 355-445 nm
• 6 analizadores electroestáticos
• 2 Trampas de modulación iónica
• Detector de protones de baja energía y ondas alpha
• Detector de electrones de baja energía
• 3 contadores de semiconductores
• 2 contadores de descarga de gas
• Detector de Cherenkov

Módulo de aterrizaje

El 20 de octubre de 1975, el módulo de aterrizaje se separó del orbitador e inició el descenso. El aterrizaje se produjo con el Sol cerca del zenit a las 05:13 UTC del 22 de octubre. La Venera 9 aterrizó dentro de un radio de 150 km del punto 31°01′N 31.01°N] 291.64°E cerca de la Beta Regio, en una pendiente de 20° de inclinación cubierta de rocas (se sospecha que la pendiente forme parte del valle tectónico conocido como Aikhulu Chasma). La sonda de aterrizaje pesaba 1.560 kg al inicio de la entrada atmosférica. Una vez llegada a la superficie, su peso era, sin embargo, de 660 kg.¹​

Se hizo uso de un sistema de fluido circulante para distribuir el calor. Este sistema permitió que el módulo funcionara durante 53 minutos después de aterrizar, a la vez que se perdía el contacto por radio con el orbitador.²​ Durante el descenso, la disipación de calor y deceleración fue secuencialmente conseguida gracias a las cubiertas hemiesféricas de protección, tres paracaídas, un freno aerodinámico en forma de disco y el sistema de amortiguadores de la sonda. El aterrizaje se produjo a unos 2.200 km de donde aterrizaría la Venera 10.

La sonda de aterrizaje de la Venera 9 midió la nubes de Venus, que tenían entre 30 y 40 km de grosor, con su base a entre 30 y 35 km por encima de la superficie del planeta. También detectó substancias químicas en la atmósfera de Venus, como hidrocloros, ácido fluorhídrico, bromo, o yodo. Otras de las medidas que tomó incluyen la presión de superficie (90 atmósferas – 9 MPa), la temperatura (485 °C), y los niveles de luz en superficie (comparables a los de los días nublados de la Tierra en latitudes medias). La Venera 9 fue la primera sonda en enviar a la Tierra fotografías de calidad, en blanco y negro, de la superficie de Venus. En ellas se podían ver sombras, que no había (aparentemente) polvo en suspensión, y una variedad de rocas de entre 30 y 40 cm que no parecía erosionadas. Las fotografías de 360 grados que se querían hacer, no se llevaron a cabo debido a que la tapa del objetivo de la segunda cámara no se abrió, limitándose a 180 grados.

Venera 9 midió nubes que tenían 30-40 km (19-25 mi) de espesor con bases a 30-35 km (19-22 mi) de altitud. También midió los productos químicos atmosféricos, incluidos el ácido clorhídrico, el ácido fluorhídrico, el bromo y el yodo. Otras mediciones incluyeron una presión superficial de aproximadamente 9,100 kilopascales (90 atm), una temperatura de 485 ° C (905 ° F) y niveles de luz superficial comparables a los de las latitudes medias de la Tierra en un día nublado de verano. Venera 9 fue la primera sonda en enviar imágenes de televisión en blanco y negro de la superficie de Venus que no mostraban sombras, polvo aparente en el aire y una variedad de rocas de 30 a 40 cm (12 a 16 pulgadas) que no se erosionaron. No se pudieron tomar imágenes panorámicas planificadas de 360 ​​grados porque una de las dos cubiertas de la lente de la cámara no salió, lo que limita las imágenes a 180 grados. Esta falla se repitió con Venera 10.

Componentes del módulo

La sonda de aterrizaje incluía:²​

• Sensores de temperatura y presión
• Acelerómetro
• Fotómetro de IR visible – IOV-75
• Nefelómetros – MNV-75
• Espectrómetro de masas P-11- MAV-75
• Telefotómetros panorámicos (2)
• Anemómetro – ISV-75
• Espectrómetro de rayos gamma – GS-12V
• Densitómetro de rayos gamma – RP-75

Resultados

Los resultados preliminares arrojaron los siguientes datos:

• (A) Nubes de 30km a 40km de ancho a 30-35 km de altitud.
• (B) Constituyentes atmosféricos incluyeron HCL, HF, Br y I.
• (C) Presión atmosférica en la superficie cerca de 90 atmósferas terrestres.
• (D) Temperatura de la superficie 485 °C.
• (E) Niveles de luz comparable a un día nublado en el verano.
• (F) En las fotografías se observaron sombras, no hay aparentemente polvo en el aire y una variedad de rocas de entre 30-40 cm sin erosionar.
• (G) La sonda aguantó 50 minutos antes de ser aplastada, en esas condiciones, 485 °C y 90 atmósferas de presión, compuestas por amoníaco y ácidos varios. Esa presión es equivalente a 1 km debajo de los océanos terrestres.

Procesamiento de imagen

Donald P. Mitchell posteriormente encontró algunos de los datos de imágenes originales de Venera mientras investigaba el programa soviético Venus, y reconstruyó las imágenes utilizando un software moderno de procesamiento de imágenes.

Panorama de 180 grados de la superficie de Venus desde el módulo de aterrizaje soviético Venera 9 , 1975. Imagen en blanco y negro de rocas estériles, negras y de pizarra contra un cielo plano. El suelo y la sonda son el foco. Varias líneas faltan debido a una transmisión simultánea de los datos científicos

Otra información detallada, en:

https://danielmarin.naukas.com/2014/07/23/la-superficie-de-venus-como-nunca-la-visto/

Sobrevuelo de Mercurio

Mariner 10

Mariner 10

Tipo de misión

Exploración planetaria

Operador: NASA / JPL

ID COSPAR: 1973-085A ^[1]

SATCAT no.: 6919 ^[1]

Duración de la misión: 1 año, 4 meses, 12 días

Propiedades de naves espaciales

Fabricante: Laboratorio de Propulsión a Chorro

Lanzamiento de masa: 502.9 kilogramos (1.109 lb)

Poder: 820 vatios (en el encuentro de Venus)

Inicio de la misión

Fecha de lanzamiento: 3 de noviembre de 1973, 05:45:00 UTC

Cohete: Atlas SLV-3D Centaur-D1A

Sitio de lanzamiento: Cabo Cañaveral LC-36B

Desactivado: 24 de marzo de 1975

Sobrevuelo de Venus

Enfoque más cercano: 5 de febrero de 1974

Distancia: 5,768 kilómetros (3,584 mi)

Sobrevuelo de Mercurio

Enfoque más cercano: 29 de marzo de 1974

Distancia: 704 kilómetros (437 mi)

Sobrevuelo de Mercurio

Enfoque más cercano: 21 de septiembre de 1974

Distancia: 48,069 kilómetros (29,869 mi)

Sobrevuelo de Mercurio

Enfoque más cercano: 16 de marzo de 1975

Distancia: 327 kilómetros (203 mi)

Crucero a Venus

Trayectoria de la nave espacial Mariner 10: desde su lanzamiento el 3 de noviembre de 1973, hasta el primer sobrevuelo de Mercuio el 29 de marzo de 1974

Mapa de Mercurio rastreado por la Mariner 10. La banda que aparece es la parte superior derecha es la zona de la que no se obtuvieron datos.

Mariner 10 fue la última sonda espacial dentro del programa Mariner de la NASA. Fue lanzada el 3 de noviembre de 1973, dos años después de la Mariner 9. Su misión era probar un transmisor experimental en banda X, explorar la atmósfera, superficie y características físicas de Venus y Mercurio y validar la asistencia gravitatoria, usando en este caso a Venus para acelerarse en su trayecto final hacia Mercurio.

En Venus fotografió la atmósfera de este planeta en el espectro ultravioleta, además de realizar otros estudios atmosféricos.

Visitó Mercurio en tres ocasiones, el 29 de marzo y el 21 de septiembre de 1974 y el 16 de marzo de 1975. En total cartografió entre el 40 y el 45% del planeta, aunque sólo del lado iluminado por el Sol durante los sobrevuelos.

La nave

La estructura de la nave era de forma octogonal, con marcos de magnesio y ocho compartimentos para la electrónica. Medía 1,39 m en diagonal y 0,457 m de profundidad. Dos paneles solares, cada uno de 2,69 m de largo y 0,97 m de ancho, se extendían desde los laterales, con un total de 5,1 m² de superficie. La longitud total de la nave, con los paneles extendidos, era de 8 metros. La sonda disponía de una plataforma móvil con dos grados de libertad y un mástil de 5,8 m de largo donde se alojaba el magnetómetro. La masa total en el lanzamiento era de 502,9 kg. La masa total de los instrumentos de a bordo era de 79,4 kg.

El empuje del motor, alimentado por hidracina alojada en un tanque esférico situado en el centro de la nave, era de 222 newton. La estabilización de la nave en los tres ejes se conseguía con dos juegos de tres pares de propulsores alimentados por nitrógeno situados ortogonalmente entre ellos y montados en los extremos de los paneles solares. El control estaba bajo el ordenador de a bordo, con una memoria de 512 palabras aumentada por los comandos terrestres. La electricidad era obtenida por 2 paneles solares con una superficie total de 5,1 m² y generaban 540 vatios de potencia que se almacenaba en una batería de NiCd con capacidad de 20 A/hora.

La antena de alta ganancia tenía un diámetro de 1,37 m y tenía una estructura con forma de panel de abeja hecha de aluminio. También llevaba una antena de baja ganancia montada al final de un mástil de 2,85 m. Las antenas permitían a la nave transmitir en banda S y banda X, y la velocidad de transmisión máxima estaba en 117,6 kilobits por segundo. La nave espacial llevaba un rastreador de estrella con el que seguía a Canopus y sensores solares y de adquisición en las puntas de los paneles solares. El interior de la nave fue aislado con múltiples mantas térmicas en la parte superior e inferior. La nave portaba un escudo térmico que se desplegó después de su lanzamiento para proteger a la nave en el lado orientado hacia el Sol. Cinco de los ocho compartimentos de la electrónica llevaban también cortinillas regulables para controlar la temperatura interior.

Los instrumentos a bordo de la nave espacial midieron la superficie de la atmósfera y las características físicas de Mercurio y Venus. Los experimentos incluyeron la fotografía de televisión, campo magnético, el plasma, radiometría infrarroja, espectroscopia ultravioleta, y detectores de ciencia de radio. Un transmisor experimental en banda X, de alta frecuencia, fue trasladado por primera vez en esta nave espacial.

Asistencia de vela solar

En 1974, luego de detectarse una falla en el sistema de control de actitud, se utilizó propelente adicional para realizar las maniobras, por lo que corría peligro el correcto acercamiento a Mercurio y la posición de la antena apuntando hacia la Tierra, ante un inminente agotamiento del propelente. Como medida desesperada, se decidió dirigir adecuadamente los paneles solares para que pudieran ser utilizados a manera de vela solar, lo que proporcionaría el empuje necesario para reemplazar algunas de las maniobras que requerirían gasto adicional de propelente.¹​

De esta manera, aunque en forma accidental, se utilizó por primera vez la presión de la luz (en las cercanías del Sol) a manera de vela solar, lo que en este caso produjo que se salvara la continuidad de los objetivos de la misión.¹​

En la actualidad

Debido a que la nave espacial consumió la totalidad de su combustible, ya no puede corregir su dirección para apuntar a la Tierra, por lo que se ha perdido contacto con la misma y simplemente ha quedado a la deriva, orbitando alrededor del Sol.²​

Mariner 10 fue la primera nave espacial en hacer uso de una maniobra de tirachinas gravitacional interplanetario, utilizando Venus para doblar su trayectoria de vuelo y llevar su perihelio al nivel de la órbita de Mercurio. ^[3] Esta maniobra, inspirada en los cálculos de la mecánica orbital del científico italiano Giuseppe Colombo , colocó a la nave espacial en una órbita que repetidamente la trajo de vuelta a Mercurio. Mariner 10 utilizó la presión de radiación solar en sus paneles solares y su antena de alta ganancia como un medio de control de actitud durante el vuelo, la primera nave espacial en usar control de presión solar activa.

Los componentes en Mariner 10 se pueden clasificar en cuatro grupos en función de su función común. Los paneles solares, el subsistema de potencia, el subsistema de control de actitud y la computadora mantuvieron a la nave operando adecuadamente durante el vuelo. El sistema de navegación, incluido el cohete de hidracina, mantendría a Mariner 10 en camino hacia Venus y Mercury. Varios instrumentos científicos recogerían datos en los dos planetas. Finalmente, las antenas transmitirían estos datos a la Red de Espacio Profundo de regreso a la Tierra, y recibirían comandos del Control de la Misión. Los diversos componentes e instrumentos científicos de Mariner 10 estaban unidos a un cubo central, que tenía aproximadamente la forma de un prisma octogonal. El concentrador almacenó la electrónica interna de la nave espacial. ^{[1] [4] [5]} La nave espacial Mariner 10 fue fabricada por Boeing. ^{[6] La} NASA estableció un límite estricto de $ 98 millones para el costo total de Mariner 10, que marcó la primera vez que la agencia sometió a una misión a una restricción presupuestaria inflexible. No se tolerarían excesos, por lo que los planificadores de la misión consideraron cuidadosamente la rentabilidad cuando diseñaron los instrumentos de la nave espacial. ^[7] El control de costos se logró principalmente al ejecutar el trabajo del contrato más cerca de la fecha de lanzamiento que el recomendado por los calendarios normales de la misión, ya que la reducción del tiempo de trabajo disponible aumentó la eficiencia de costos. A pesar del apretado calendario, se perdieron muy pocos plazos. ^[8] La misión terminó con alrededor de $ 1 millón por debajo del presupuesto. ^[9]

Mariner 10 fotografió la Tierra y la Luna poco después del lanzamiento

Durante su primera semana de vuelo, el sistema de cámara Mariner 10 se probó tomando cinco mosaicos fotográficos de la Tierra y seis de la Luna. También obtuvo fotografías de la región del polo norte de la Luna donde la cobertura anterior era pobre. Estas fotografías proporcionaron una base para que los cartógrafos actualicen los mapas lunares y mejoren la red de control lunar.^[56]

Lejos de ser un crucero sin incidentes, el viaje de tres meses de Mariner 10 a Venus estuvo plagado de fallas técnicas que mantuvieron el control de la misión al límite. ^[57] Donna Shirley relató la frustración de su equipo: “Parecía como si siempre estuviéramos aplicando un parche a Mariner 10 el tiempo suficiente para pasar a la siguiente fase y la próxima crisis”.^[58] Una maniobra de corrección de trayectoria se realizó el 13 de noviembre de 1973. Inmediatamente después, el rastreador de estrellas se encerró en un brillante copo de pintura que se había desprendido de la nave espacial y perdió el seguimiento de la estrella guía Canopus. Un protocolo de seguridad automatizado recuperó Canopus, pero el problema de la pintura descamada se repitió a lo largo de la misión. La computadora de a bordo también experimentó restablecimientos no programados de vez en cuando, lo que obligó a reconfigurar la secuencia del reloj y los subsistemas. También se produjeron problemas periódicos con la antena de alta ganancia durante el crucero. El 8 de enero, se produjo una falla de funcionamiento causada por un diodo cortocircuitado en el subsistema de alimentación. ^14] Como resultado, el regulador de potencia principal y el inversor fallaron, dejando a la nave espacial en función del regulador redundante. Los planificadores de la misión temían que el mismo problema pudiera repetirse en el sistema redundante y paralizar la nave espacial.^[59]

En enero de 1974, Mariner 10 realizó observaciones ultravioletas del cometa Kohoutek. Otra corrección a mitad de camino se realizó el 21 de enero de 1974.

Venus sobrevuelo

La nave espacial pasó Venus el 5 de febrero de 1974, el acercamiento más cercano fue 5,768 km a las 17:01 UT. Fue la duodécima nave espacial que llegó a Venus y la octava para devolver datos del planeta,^[60] así como la primera misión para tener éxito al transmitir imágenes de Venus a la Tierra.^[61] Mariner 10 se basó en observaciones hechas por Mariner 5 seis años antes; importante, Mariner 10 tenía una cámara mientras que la misión anterior carecía de una. ^62] Cuando el Mariner 10 giró alrededor de Venus, del lado nocturno del planeta a la luz del día, las cámaras rompieron la primera imagen de Venus de la sonda, mostrando un arco iluminado de nubes sobre el polo norte que emergía de la oscuridad. Inicialmente, los ingenieros temieron que el rastreador de estrellas pudiera confundir la mucho más brillante Venus con Canopus, repitiendo los percances con pintura descascarada. Afortunadamente, el rastreador de estrellas no funcionó mal. La ocultación de la Tierra ocurrió entre las 17:07 UT y las 17:11 UT, durante la cual la nave espacial transmitió ondas de radio de la banda X a través de la atmósfera de Venus, recopilando datos sobre la estructura de la nube y la temperatura.^{[63] [64]} Aunque la capa de nubes de Venus es casi sin rasgos en la luz visible, se descubrió que los detalles de las nubes extensas se podían ver a través de los filtros de la cámara ultravioleta de Mariner. La observación ultravioleta en la Tierra había mostrado algunas manchas indistintas incluso antes del Mariner 10, pero el detalle visto por Mariner fue una sorpresa para la mayoría de los investigadores. La sonda continuó fotografiando Venus hasta el 13 de febrero.^[65] Entre las 4,165 fotografías adquiridas, una serie resultante de imágenes captó una atmósfera gruesa y claramente modelada que producía una revolución completa cada cuatro días,^[62] tal como lo habían sugerido las observaciones terrestres ^[66]

Fin de la misión

Con su gas de maniobra casi agotado, Mariner 10 comenzó otra órbita del sol. Las pruebas de ingeniería se continuaron hasta el 24 de marzo de 1975,^[3] cuando el agotamiento final del suministro de nitrógeno se señalizó por el inicio de un giro de inclinación no programado. Los comandos fueron enviados inmediatamente a la nave espacial para apagar su transmisor, y las señales de radio a la Tierra cesaron.

El Mariner 10 presumiblemente sigue orbitando alrededor del Sol, aunque sus componentes electrónicos probablemente hayan sido dañados por la radiación del Sol.^[73] Mariner 10 no ha sido detectado o rastreado desde la Tierra desde que dejó de transmitir. La única forma en que no estaría en órbita sería si hubiera sido golpeada por un asteroide o gravitacionalmente perturbada por un encuentro cercano con un cuerpo grande. Ambas ocurrencias son extremadamente improbables, por lo que se supone que aún están en órbita. ^{[citación necesitada]}

Descubrimientos

Durante su sobrevuelo de Venus, Mariner 10 descubrió evidencia de nubes giratorias y un campo magnético muy débil. Utilizando un filtro ultravioleta cercano, fotografió las nubes de Chevron de Venus y realizó otros estudios atmosféricos.

La nave espacial voló más allá de Mercurio tres veces. Debido a la geometría de su órbita, su período orbital era casi exactamente el doble que el de Mercurio, el mismo lado de Mercurio estaba iluminado por el sol cada vez, por lo que solo pudo representar el 40-45% de la superficie de Mercurio, tomando más de 2.800 fotografías. Reveló una superficie más o menos similar a la Luna. Por lo tanto, contribuyó enormemente a nuestra comprensión de Mercurio, cuya superficie no se había resuelto con éxito a través de la observación telescópica. Las regiones mapeadas incluyeron la mayoría o todos los cuadrángulos de Shakespeare, Beethoven, Kuiper, Michelangelo, Tolstoj y Discovery, la mitad de los cuadrángulos de Bach y Victoria, y pequeñas porciones de Perséfone Solitudo (más tarde Neruda), Liguria (más tarde Raditladi) y cuadrángulos de Borealis.^[74]

Mariner 10 también descubrió que Mercurio tiene una atmósfera tenue que consiste principalmente de helio, así como un campo magnético y un gran núcleo rico en hierro. Sus lecturas del radiómetro sugirieron que Mercurio tiene una temperatura nocturna de -183 ° C (-297 ° F ) y temperaturas diurnas máximas de 187 ° C (369 ° F).

Arañas

Vuelo orbital de arañas

En 1973 la misión espacial Skylab 3 llevó al espacio a las primeras arañas de jardín europeo llamadas Arabella y Anita. El experimento “arañas en el espacio” fue un proyecto científico ideado por un estudiante llamado Miles Judy, y la idea era observar cómo la ingravidez y los vuelos espaciales afectan a la construcción de la telaraña.

Ambas arañas lograron tejer sus telas, Arabella terminó la suya primero. Las redes tardaron más de lo normal para completarse, por supuesto, y se muestran algunas variaciones con respecto a las redes normales en la Tierra. Los científicos determinaron más tarde que a pesar de las redes espaciales que figuraban diferencias de espesor, eran de una calidad más fina en general.

Ambas arañas murieron en el espacio (al parecer por deshidratación) a los dos meses, y sus cuerpos están ahora en exhibición en el Museo Espacial Smithsoniano.

Recientes estudios indican que las arañas se pueden adaptar con facilidad a la vida en el espacio. Durante sus primeros días lucen “desorientadas”, y sus telarañas adoptan extrañas formas, pero luego de algunos días logran crear telarañas con una precisa simetría. Experimento con arañas se ha convertido en uno de los pasatiempos favoritos de los astronautas. El comandante de la EEI, Mike Fincke comento: “Estamos impresionados con el hecho de que las arañas puedan adaptarse al espacio tan rápidamente”.

Skylab 3 (también llamado SL-3 o SLM-2¹​) fue la segunda misión tripulada con destino a Skylab, la primera estación espacial estadounidense. La misión comenzó el 28 de julio de 1973, con el lanzamiento de tres astronautas a bordo de una nave Apolo desde un cohete Saturno IB y tuvo una duración de 59 días, 11 horas y 9 minutos. Se efectuaron en total 1084,7 horas de experimentos relacionados a temas como estudios médicos, observaciones solares y estudios sobre los recursos de la Tierra, entre otros.

Skylab 3 realizó estudios médicos que ampliaron enormemente los conocimientos sobre la adaptación y la readaptación fisiológica que sufren los humanos durante el vuelo espacial, continuando así con los trabajos en esta materia de la misión precedente. Dado que Skylab 3 duplicó el récord de estadía en el espacio para un ser humano (los astronautas estuvieron casi dos meses en el espacio durante esta misión), los efectos fisiológicos sobre los astronautas fueron más notorios, lo que permitió realizar estudios más completos.

Skylab 3 también realizó experimentos biológicos que tenían previsto estudiar los efectos de la microgravedad en ratones, moscas de la fruta, células individuales y células en medio de cultivo. Sin embargo los experimentos relacionados con los ratones y moscas no se pudieron realizar debido a un corte en la electricidad 30 horas después del lanzamiento y que provocó la muerte de los animales.³​

Los alumnos de secundaria de todo Estados Unidos participaron en las misiones Skylab proponiendo experimentos en astronomía, física y biología. Los estudios realizados durante la misión Skylab 3 trataron sobre el estudio de la liberación de gases en microgravedad, los rayos X de Júpiter, inmunología in vitro, la formación de telas de araña, la ciclosis, la medición de la masa y el análisis de los neutrones.