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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.

 

Sobrevuelo de Saturno

Pioneer 11

Dibujo que muestra la sonda Pioneer 11 a miles de millones de kilómetros de la Tierra.

La sonda espacial Pioneer 11 fue una de las primeras sondas del programa de exploración espacial de la NASA. Fue lanzada desde Cabo Cañaveral el 5 de abril de 1973. Después de atravesar con éxito el cinturón de asteroides el 19 de abril de 1974, se ajustó su velocidad para situar su trayectoria cerca de Júpiter. Durante su sobrevuelo de Júpiter, el 4 de diciembre de 1974, obtuvo imágenes de la Gran Mancha Roja, realizó las primeras observaciones de las regiones polares y determinó la masa de Calisto.

El 1 de septiembre de 1979 llegó a Saturno, tomando las primeras fotografías a corta distancia del planeta, donde pudo descubrir dos nuevos satélites y anillos adicionales. Después de su encuentro con Saturno, prosiguió su ruta hacia el exterior del sistema solar, estudiando las partículas energéticas del viento solar.

Las sondas Pioneer obtenían su energía de una fuente de isótopos radiactivos (RTG). La pérdida de eficacia de estos generadores eléctricos determinó el final de su misión a finales de 1995.

Placa a bordo de la misión Pioneer 11.

Como se hizo con la sonda Pioneer 10, y con las sondas Voyager posteriormente, la sonda incluía una placa sobre su estructura con un mensaje explicando el origen de la sonda a una posible cultura extraterrestre. La placa incluye una figura de un hombre, una mujer, las transiciones del átomo de hidrógeno y la posición del Sol y la Tierra en la galaxia, la cual muchas veces es atribuida a las naves Voyager 1 y 2, prestándose a la confusión general, ya que dichas naves poseen otras placas (véase Disco de oro de las Voyager). La placa fue diseñada por Carl Sagan y Frank Drake siendo dibujada por Linda Salzman Sagan.¹​

Una información ampliada en:

https://danielmarin.naukas.com/2013/05/01/la-odisea-de-las-sondas-pioneer-10-y-11-las-primeras-naves-en-abandonar-la-gravedad-del-sol/

Tipo de misión: Exploración planetaria y de heliosfera

Operador: NASA / ARC

ID COSPAR: 1973-019A

SATCAT no.: 6421

Duración de la misión: 22 años, 5 meses, 25 días

Propiedades de naves espaciales

Fabricante: TRW

Lanzamiento de masa: 259 kilogramos (571 lb)

Poder: 155 vatios (en el lanzamiento)

Inicio de la misión

Fecha de lanzamiento: 6 de abril de 1973, 02:11:00 UTC

Cohete: Atlas SLV-3D Centaur-D1A Star-37E

Sitio de lanzamiento: Cabo Cañaveral LC-36B

Fin de la misión

Último contacto: 30 de septiembre de 1995

Sobrevuelo de Júpiter

Enfoque más cercano: 3 de diciembre de 1974

Distancia: 43,000 kilómetros (27,000 millas)

Sobrevuelo de Saturno

Enfoque más cercano: 1 de septiembre de 1979

Distancia: 21,000 kilómetros (13,000 millas)

Pioneer 11 (también conocido como Pioneer G) es una sonda espacial robótica de 259 kilogramos (571 lb) lanzada por la NASA el 6 de abril de 1973 para estudiar el cinturón de asteroides, el entorno alrededor de Júpiter y Saturno, el viento solar y los rayos cósmicos.^[1] Fue la primera sonda en encontrar a Saturno y la segunda en volar a través del cinturón de asteroides y por Júpiter. A partir de entonces, Pioneer 11 se convirtió en el segundo de cinco objetos artificiales para alcanzar la velocidad de escape que les permitirá abandonar el Sistema Solar. Debido a las limitaciones de potencia y la gran distancia a la sonda, el último contacto de rutina con la nave espacial fue el 30 de septiembre de 1995, y los últimos datos de ingeniería buenos se recibieron el 24 de noviembre de 1995.^{[2] [3]}

Antecedentes de la misión

Historia

Aprobado en febrero de 1969, Pioneer 11 y su sonda gemela, Pioneer 10, fueron los primeros en diseñarse para explorar el Sistema Solar exterior. Al ceder a múltiples propuestas a lo largo de la década de 1960, los primeros objetivos de la misión se definieron como:

• Explora el medio interplanetario más allá de la órbita de Marte
• Investigue la naturaleza del cinturón de asteroides desde el punto de vista científico y evalúe el posible peligro del cinturón para las misiones a los planetas exteriores.
• Explore el ambiente de Júpiter.

La planificación posterior para un encuentro con Saturno agregó muchos más objetivos:

• Mapea el campo magnético de Saturno y determina su intensidad, dirección y estructura.
• Determine cuántos electrones y protones de varias energías se distribuyen a lo largo de la trayectoria de la nave espacial a través del sistema de Saturno.
• Mapa de la interacción del sistema de Saturno con el viento solar.
• Mida la temperatura de la atmósfera de Saturno y la de Titán, el satélite más grande de Saturno.
• Determina la estructura de la atmósfera superior de Saturno donde se espera que las moléculas estén cargadas eléctricamente y formen una ionosfera.
• Mapa de la estructura térmica de la atmósfera de Saturno mediante observaciones infrarrojas junto con datos de ocultación de radio.
• Obtenga imágenes de exploración por giro del sistema de Saturno en dos colores durante la secuencia de encuentro y las mediciones de polarimetría del planeta.
• Sondee el sistema de anillos y la atmósfera de Saturno con la ocultación de radio de la banda S
• Determine con mayor precisión las masas de Saturno y sus satélites más grandes mediante observaciones precisas de los efectos de sus campos gravitacionales sobre el movimiento de la nave espacial.
• Como precursor de la misión Mariner Júpiter / Saturno, verifique el entorno del plano del anillo para descubrir dónde puede cruzarlo sin peligro la nave espacial Mariner sin daños graves.^[4]

Pioneer 11 fue construido por TRW y gestionado como parte del programa Pioneer por el Centro de Investigación Ames de la NASA.^[5] Una unidad de respaldo, Pioneer H, se encuentra actualmente en exhibición en la exhibición “Milestones of Flight” en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, DC. ^6] Muchos elementos de la misión demostraron ser críticos en la planificación del programa Voyager ^{[7] : 266-8}

Diseño de nave espacial

El bus Pioneer 11 midió 36 centímetros (14 pulgadas) de profundidad y con seis paneles de 76 centímetros de largo (30 pulgadas) formando la estructura hexagonal. El autobús alojó el propelente para controlar la orientación de la sonda y ocho de los doce instrumentos científicos. La nave espacial tenía una masa de 260 kilogramos. ^{[1] : 42}

Actitud de control y propulsión

La orientación de la nave espacial se mantuvo con seis propulsores monopropelantes de 4,5- N , ^[8] hidrazina: el par uno mantuvo una velocidad de giro constante de 4,8 rpm, el par dos controló el impulso hacia delante, el par tres controló la actitud. La información para la orientación se proporcionó realizando maniobras de exploración cónicas para rastrear la Tierra en su órbita, ^[9] un sensor de estrella capaz de hacer referencia a Canopus y dos sensores de Sol. ^{[1] : 42-43}

Comunicaciones

La sonda espacial incluía un sistema de transceptores redundantes, uno conectado a la antena de alta ganancia, y el otro a una antena omni-antena y de ganancia media. Cada transceptor era de 8 vatios y transmitía datos a través de la banda S usando 2110 MHz para el enlace ascendente desde la Tierra y 2292 MHz para el enlace descendente a la Tierra con la Red de Espacio Profundo rastreando la señal. Antes de transmitir datos, la sonda utilizó un codificador convolucional para permitir la corrección de errores en los datos recibidos en la Tierra.^{[1] : 43}

Poder

Pioneer 11 usó cuatro generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) SNAP-19 (ver diagrama). Se colocaron en dos trusses de tres varillas, cada uno de 3 metros (9 pies y 10 pulgadas) de largo y 120 grados de separación. Se esperaba que esto fuera una distancia segura de los experimentos científicos sensibles llevados a bordo. Combinados, los RTG proporcionaron 155 vatios en el lanzamiento, y decayeron a 140 W en tránsito a Júpiter. La nave espacial requirió 100 W para alimentar todos los sistemas. ^{[1] : 44-45}

Computadora

Gran parte del cálculo para la misión se realizó en la Tierra y se transmitió a la sonda, donde fue capaz de retener en la memoria, hasta cinco comandos de las 222 posibles entradas de los controladores de tierra. La nave espacial incluía dos decodificadores de comando y una unidad de distribución de comando, una forma muy limitada de procesador, para dirigir las operaciones en la nave espacial. Este sistema requiere que los operadores de la misión preparen comandos mucho antes de transmitirlos a la sonda. Se incluyó una unidad de almacenamiento de datos para registrar hasta 6,144 bytes de información recopilada por los instrumentos. La unidad de telemetría digital se usaría para preparar los datos recopilados en uno de los trece formatos posibles antes de transmitirlos a la Tierra. ^{[1] : 38}

Instrumentos científicos

Magnetómetro vectorial de helio (HVM)

Midió la fina estructura del campo magnético interplanetario, cartografió el campo magnético joviano y proporcionó mediciones de campo magnético para evaluar la interacción del viento solar con Júpiter.^[10]

• Investigador principal: Edward Smith / JPL
• Datos: catálogo de datos PDS / PPI, archivo de datos NSSDC

Analizador de plasma cuadrisférico

Miró a través de un agujero en la gran antena en forma de plato para detectar partículas del viento solar que se origina en el Sol.^[11]

• Investigador principal: Aaron Barnes / NASA Ames Research Centre ( sitio web archivado)^[12]
• Datos: catálogo de datos PDS / PPI, archivo de datos NSSDC

Instrumento de partículas cargado (CPI)

Detectó rayos cósmicos en el Sistema Solar.^[13]

• Investigador principal: John Simpson / Universidad de Chicago ^[12]
• Datos: archivo de datos NSSDC

Telescopio de rayos cósmicos (CRT)

Datos recopilados sobre la composición de las partículas de rayos cósmicos y sus rangos de energía. ^[14]

• Investigador principal: Frank B. McDonald / NASA Goddard Space Flight Centre ^[12]
• Datos: catálogo de datos PDS / PPI, archivo de datos NSSDC

Telescopio de tubo Geiger (GTT)

Inspeccionó las intensidades, los espectros de energía y las distribuciones angulares de electrones y protones a lo largo del camino de la nave a través de los cinturones de radiación de Júpiter y Saturno. ^[15]

• Investigador principal: James A. Van Allen / Universidad de Iowa ( sitio web ) ^[12]
• Datos: catálogo de datos PDS / PPI , archivo de datos NSSDC, archivo de datos NSSDC Jupiter

Detector de radiación atrapada (TRD)

Incluido un contador Cerenkov desenfocado que detectó la luz emitida en una dirección particular a medida que las partículas pasaban registrando electrones de energía, 0.5 a 12 MeV, un detector de dispersión de electrones para electrones de energía, 100 a 400 keV, y un detector ionizante mínimo que consistía en un diodo de estado sólido que midió partículas ionizantes mínimas (<3 MeV) y protones en el rango de 50 a 350 MeV.^[dieciséis]

• Investigador principal: R. Fillius / Universidad de California San Diego ^[12]
• Datos: archivo de datos por hora NSSDC, archivo de datos NSSDC Saturn

Detectores de meteoroides

Doce paneles de detectores de células presurizadas montados en la parte posterior de la antena del plato principal registraron los impactos penetrantes de los meteoroides pequeños.^[17]

• Investigador principal: William Langard / NASA Langley Research Centre^[12]
• Datos: lista de archivos de datos de NSSDC

Detector de Meteoroides / Asteroides ( AMD )

El detector de asteroides meteoroides miró hacia el espacio con cuatro telescopios sin imágenes para rastrear partículas que van desde partículas de polvo cercanas a asteroides grandes distantes. ^[18]

• Investigador principal: Robert Soberman / General Electric Company^[12]
• Datos: lista de archivos de datos de NSSDC

Fotómetro Ultravioleta

Se detectó luz ultravioleta para determinar las cantidades de hidrógeno y helio en el espacio y en Júpiter y Saturno.^[19]

• Investigador principal: Darrell Judge / University of Southern California ^[12]
• Datos: catálogo de datos PDS / PPI, archivo de datos NSSDC

Imaging Photopolarimeter ( IPP )

El experimento de imagen se basó en el giro de la nave espacial para barrer un pequeño telescopio a través del planeta en tiras estrechas de solo 0,03 grados de ancho, mirando el planeta en luz roja y azul. Estas tiras fueron procesadas para construir una imagen visual del planeta.^[20]

• Investigador principal: Tom Gehrels / Universidad de Arizona^[12]
• Datos: lista de archivos de datos de NSSDC

Radiómetro infrarrojo

Proporcionó información sobre la temperatura de la nube y la producción de calor de Júpiter y Saturno.^[21]

• Investigador principal: Andrew Ingersoll / Instituto de Tecnología de California ^[12]

Magnetómetro Triaxial Fluxgate

Midió los campos magnéticos de Júpiter y Saturno. Este instrumento no fue llevado en Pioneer 10.^[22]

Cronología parcial

Hora	Evento
1979-08-29	Encuentro con el sistema de Saturno .
06:06:10	Sobrevuelo de Iapetus a 1.032.535 km.
11:53:33	El sobrevuelo de Phoebe a 13,713,574 km.
1979-08-31
12:32:33	Sobrevuelo de Hyperion a 666.153 km.
1979-09-01
14:26:56	Cruce de avión descendente.
14:50:55	Sobrevuelo de Epimeteo a 6.676 km.
15:06:32	Sobrevuelo del Atlas a 45.960 km.
15:59:30	Sobrevuelo de Dione a 291,556 km.
16:26:28	Sobrevuelo de Mimas a 104,263 km.
16:29:34	El acercamiento más cercano a Saturno es a 20,591 km.
16:35:00	Entrada de ocultación de Saturno.
16:35:57	Entrada de la sombra de Saturno
16:51:11	Sobrevuelo de Janus a 228,988 km.
17:53:32	Salida de ocultación de Saturno.
17:54:47	Salida de la sombra de Saturno
18:21:59	Cruce de avión en anillo ascendente.
18:25:34	Sobrevuelo de Tethys a 329,197 km.
18:30:14	Sobrevuelo de Enceladus a 222,027 km.
20:04:13	Sobrevuelo de Calypso a 109.916 km.
22:15:27	Sobrevuelo de Rea a 345,303 km.
1979-09-02
18:00:33	Sobrevuelo de Titán a 362,962 km.
1979-10-05	Parada de fase

Encuentro con Júpiter

El Pioneer 11 voló más allá de Júpiter en noviembre y diciembre de 1974. Durante su mayor aproximación, el 2 de diciembre, superó los 42.828 kilómetros (26.612 millas) por encima de las nubes. ^[23] La sonda obtuvo imágenes detalladas de la Gran Mancha Roja , transmitió las primeras imágenes de las inmensas regiones polares y determinó la masa de la luna de Júpiter, Calisto . Utilizando la atracción gravitatoria de Júpiter, se utilizó una asistencia gravitatoria para alterar la trayectoria de la sonda hacia Saturno. El 16 de abril de 1975, después del encuentro de Júpiter, el detector de micrómetro se apagó. ^[3]

Encuentro de Saturno

Anillos Pioneer 11 y Saturno el 1 de septiembre de 1979 (impresión del artista)

Impresión del artista del sobrevuelo de Saturno 11 de Saturno

Pioneer 11 pasó por Saturno el 1 de septiembre de 1979, a una distancia de 21,000 km de las nubes de Saturno.

En este momento el Voyager 1 y el Voyager 2 ya habían pasado Júpiter y también estaban en camino hacia Saturno, por lo que se decidió apuntar al Pioneer 11 para pasar por el anillo del anillo de Saturno en la misma posición que utilizarían las sondas Voyager, que pronto vendrían. para probar la ruta antes de que llegaran los Voyager. Si hubiera partículas débiles en el anillo que pudieran dañar una sonda en esa área, los planificadores de la misión consideraron que era mejor aprender sobre esto a través de Pioneer. Por lo tanto, Pioneer 11 estaba actuando como un “pionero” en el verdadero sentido de la palabra; si se detectara peligro, entonces las sondas Voyager podrían desviarse más lejos de los anillos, pero perder la oportunidad de visitar Urano y Neptuno en el proceso.

Pioneer 11 tomó imágenes y casi chocó con una de las pequeñas lunas de Saturno, pasando a una distancia de no más de 4.000 kilómetros (2.500 millas). El objeto fue identificado tentativamente como Epimeteo, una luna descubierta el día anterior por la imagen de Pioneer , y sospechada por observaciones anteriores realizadas por telescopios basados ​​en la Tierra. Después de los sobrevuelos de la Voyager, se supo que hay dos lunas de tamaño similar (Epimeteo y Janus) en la misma órbita, por lo que hay cierta incertidumbre sobre cuál fue el objeto de la casi falla de Pioneer. El Pioneer 11 se encontró con Janus el 1 de septiembre de 1979 a las 14:52 UTC a una distancia de 2500 km y Mimas a las 16:20 UTC el mismo día a 103000 km.

Además de Epimeteo, los instrumentos localizaron otra pequeña luna previamente desconocida y un anillo adicional, trazaron la magnetosfera y el campo magnético de Saturno y encontraron que su luna, Titán, era demasiado fría para la vida. Huyendo por debajo del plano del anillo, la sonda envió imágenes de los anillos de Saturno. Los anillos, que normalmente parecen brillantes cuando se observan desde la Tierra, aparecían oscuros en las imágenes de Pioneer, y las lagunas oscuras en los anillos vistos desde la Tierra aparecían como anillos brillantes.

Misión interestelar

El 23 de febrero de 1990, Pioneer 11 se convirtió en el cuarto objeto hecho por el hombre para pasar más allá de la órbita de los planetas.^[27]

La NASA finaliza las operaciones

En 1995, Pioneer 11 ya no podía alimentar ninguno de sus detectores, por lo que se tomó la decisión de cerrarlo. ^[28] El 29 de septiembre de 1995, el Centro de Investigación Ames de la NASA, responsable de la gestión del proyecto, emitió un comunicado de prensa que comenzó: “Después de casi 22 años de exploración hasta los confines del Sistema Solar, uno de los más duraderos y las misiones espaciales productivas en la historia llegarán a su fin “. Indicó que la NASA usaría sus antenas de la Red de Espacio Profundo para escuchar “una o dos veces al mes” la señal de la nave espacial, hasta “algún momento a fines de 1996”, cuando “su transmisor se callará por completo”. El administrador de la NASA Daniel Goldin caracterizó Pioneer 11 como “la pequeña nave espacial que podría, un explorador venerable que nos ha enseñado mucho sobre el Sistema Solar y, al final, sobre nuestro propio impulso innato para aprender. Pioneer 11 es lo que la NASA es todo sobre – exploración más allá de la frontera”.^[29] Además de anunciar el final de las operaciones, el despacho proporcionó una lista histórica de los logros de la misión Pioneer 11 . La NASA finalizó el contacto de rutina con la nave espacial el 30 de septiembre de 1995, pero siguió haciendo contacto durante aproximadamente 2 horas cada 2 a 4 semanas.^[28] Los científicos recibieron unos minutos de buenos datos de ingeniería el 24 de noviembre de 1995, pero luego perdieron el contacto final una vez que la Tierra se movió permanentemente fuera de la vista de la antena de la nave espacial. ^[3] Su señal se volvió demasiado débil para escuchar en 2002.^[30]

Estado actual

El 19 de julio de 2015, Pioneer 11 fue de 90.716 UA (1.35709 × 10 ¹⁰ km; 8.4326 × 10 ⁹ mi) de la Tierra y 91.672 UA (1.37139 × 10 ¹⁰ km; 8.5214 × 10 ⁹ mi) del Sol; y viajando a 11.376 km / s (25.450 mph) (en relación con el Sol) y viajando hacia el exterior a alrededor de 2.4 AU por año. ^[31] La nave espacial se dirige en la dirección de la constelación Scutum cerca de la posición actual (agosto de 2017) RA 18h 50m dec -8 ° 39.5 ‘( J2000.0) cerca de Messier 26.

El Pioneer 11 ahora ha sido superado por las dos sondas Voyager, lanzadas en 1977, y el Voyager 1 es ahora el objeto más distante construido por humanos. ^[32]

Anomalía de Pioneer

El análisis de los datos de seguimiento de radio de las naves espaciales Pioneer 10 y 11 a distancias entre 20-70 UA del Sol ha indicado consistentemente la presencia de una deriva de frecuencia Doppler pequeña pero anómala. La deriva se puede interpretar como debida a una aceleración constante de (8.74 ± 1.33) × 10 ^-10 m/s² dirigida hacia el sol. Aunque se sospecha que hay un origen sistemático del efecto, no se encontró ninguno. Como resultado, existe un interés sostenido en la naturaleza de esta llamada ” anomalía pionera“.^[33] El análisis extendido de los datos de la misión por Slava Turyshev y sus colegas determinó que la fuente de la anomalía es la radiación térmica asimétrica y la resultante fuerza de retroceso térmico que actúa sobre la cara de los pioneros lejos del Sol, ^[34] y en julio de 2012 el grupo de investigadores publicó sus resultados en la revista científica Physical Review Letters.^[35]

Placa de Pioneer

Pioneer 10 y 11 ambos llevan una placa de aluminio anodizado en oro en el caso de que alguna nave espacial sea encontrada alguna vez por formas de vida inteligentes de otros sistemas planetarios. Las placas presentan las figuras desnudas de un hombre y una mujer humanos junto con varios símbolos que están diseñados para proporcionar información sobre el origen de la nave espacial.^[36]

Conmemoración

En 1991, Pioneer 11 fue galardonado con uno de los 10 sellos postales del Servicio de franqueo de los Estados Unidos que conmemoraban naves no tripuladas que exploraban cada uno de los nueve planetas y la Luna. Pioneer 11 fue la nave espacial presentada con Júpiter. Plutón figuraba como ” Aún no explorado”.^[37]