Primer globo en otro planeta

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Primer globo en otro planeta

Vega 1 y 2

Las Vega 1 y Vega 2 son dos sondas espaciales lanzadas por la URSS en 1984 para cubrir una serie de objetivos, entre ellos la exploración de Venus (sobrevuelos y aterrizaje de dos sondas) y la del cometa Halley (sobrevuelos).

Los objetivos

La misión para estas sondas soviéticas era doble ya que debían realizar un sobrevuelo de Venus y otro (el primero) del cometa 1P/Halley. Para realizar los objetivos se prepararon dos naves idénticas, Vega 1 y Vega 2, que fueron lanzadas el 15 y el 21 de diciembre de 1984 respectivamente.

Primer globo en otro planeta, voló al menos 11.600 km, flotando a una altura de unos 54 km y realizaron transmisiones por alrededor de 46 horas

Tras llevar una sonda de descenso hasta las proximidades de Venus el 11 de junio (Vega 1) y el 15 de junio (Vega 2) de 1985, las sondas cambiaron su rumbo usando la fuerza de la gravedad del planeta y tomando la dirección hacia el cometa Halley para interceptarlo en marzo de 1986.

La primera nave llegó hasta el Halley el 6 de marzo de 1986 con una velocidad relativa entre ambos cuerpos de 77.7 km/s. A pesar de que la sonda tenía una precisión de 100 km, la posición relativa con respecto al núcleo solo podría ser estimada cuando se encontrara a unos pocos miles de kilómetros del cometa. Esto, junto a problemas con los sistemas de protección del polvo hizo que las distancias de sobrevuelo quedaran finalmente a 10.000 km para la primera nave. La segunda nave llegó hasta el Halley el 9 de marzo de 1986.

Vega 1

Características técnicas

Otros nombres de la misión: 1984-125A, Venera-Halley 1, 15432

Nombre de la sonda y globo de descenso: 1984-125E, Vega 1 Balloon Aerostat, Vega 1 Lander, 15858

Aparato de sonda y aterrizaje de sonda del sistema solar Vega (modelo)

Nombres: Venera-Halley 1

Tipo de misión: Ciencia planetaria, incluyendo sonda de aterrizaje y atmosférica

 Operador: Academia Soviética de Ciencias

ID COSPAR

• 1984-125A
• 1984-125E
• 1984-125F

SATCAT no.

• 15432
• 15858
• 15859

Duración de la misión: ~ 2 días (globo)

Propiedades de naves espaciales

Astronave: 5VK No. 901

Tipo de nave espacial: 5VK

Fabricante: NPO Lavochkin

Lanzamiento de masa: Nave espacial: 4,920 kg (10,850 lb); Globo: 21.5 kg (47 lb)

Masa de aterrizaje: 1,520 kg (3,350 lb)

Inicio de la misión

Fecha de lanzamiento: 15 de diciembre de 1984, 09:16:24 UTC

Cohete: Proton 8K82K

Sitio de lanzamiento: Baikonur 200/39

Parámetros orbitales

Sistema de referencia: Geocéntrico

Régimen: Tierra baja

Semieje mayor: 6,558 kilómetros (4,075 mi)

Excentricidad: 0.03080

Perigeo: 159 kilómetros (99 millas)

Apogeo: 202 kilómetros (126 mi)

Inclinación: 51.5 °

Período: 88 minutos

Sobrevuelo de Venus

Enfoque más cercano: 11 de junio de 1985

Distancia: ~ 39,000 kilómetros (24,000 mi)

 

Sonda atmosférica de Venus

Componente de nave espacial: Globo Vega 1

Entrada atmosférica: 02:06:10, 11 de junio de 1985

 

Vender de Venus

Componente de nave espacial: Vega 1 Descent Craft

Fecha de aterrizaje: 03:02:54, 11 de junio de 1985

Lugar de aterrizaje: 42′ E ° N 177,7 ° E (al norte de Aphrodite Terra)

 

Sobrevuelo de 1P / Halley

Enfoque más cercano: 6 de marzo de 1986

Distancia: ~ 10,000 km (6,200 mi)

 

Vega 2

Características técnicas

Otros nombres de la misión: 1984-128A, Venera-Halley 2, 15449

Nombre de la sonda y globo de descenso: 1984-128E, Vega 2 Balloon Aerostat, Vega 2 Lander, 15856

Fecha de lanzamiento: 21 de diciembre de 1984

Hora de lanzamiento: 09:13:52 GMT

Masa seca en órbita: 2500 kg

Las naves

Las naves estaban estabilizadas en los tres ejes y su principal estructura eran los paneles solares, una antena de alta ganancia, una plataforma automática para apuntar los instrumentos que tenía que visualizar constantemente el núcleo del cometa. Esta plataforma podía moverse +/- 110 grados y +/- 40 grados en dos direcciones perpendiculares con una precisión de 5 minutos de arco y una estabilidad de 1 minuto de arco por segundo.

Llevaban una cámara de ángulo ancho y otra de ángulo estrecho, un espectrómetro de tres canales y uno en infrarrojo. Otros experimentos se encontraban en el cuerpo principal de las naves con la excepción de dos magnetómetros montados en un brazo extensible de dos metros y varios sensores de plasma y analizadores de ondas de plasma que estaban en otro brazo de 5 metros. La carga científica pesaba un total de 125 kg y podía enviar los datos a nuestro planeta a una velocidad de 65 kbps en el modo de telemetría rápida durante el encuentro. Además tenía otro modo lento para la fase de crucero.

Los datos científicos del encuentro con el cometa se obtuvieron desde 2,5 horas antes del sobrevuelo hasta media hora después de la máxima aproximación, con varios periodos de adquisición de datos durante 2 horas antes y después de estas fases. Los instrumentos de plasma y de polvo obtenían datos de manera continua y eran almacenados en la memoria de la sonda que tenía una cinta grabadora con una capacidad de 5 megabits.

Las naves llevaban un escudo térmico para protegerse de los impactos del polvo que estaba formado por múltiples capas de un grosor de 100 micrómetros a 20 centímetros de las naves, junto a un escudo de 1 mm de aluminio a 5 centímetros de las naves. La mitad de las sondas Vega era el módulo dedicado al cometa Halley y la otra mitad para los equipos de descenso a Venus. La carga científica total era de 144.3 kg.

El módulo de descenso a Venus

El aterrizador de las Vega 1 y 2 era idéntico al de las misiones Venera 9 hasta la Venera 14 y por lo tanto tenía objetivos similares como el estudio térmico de la atmósfera y de la corteza del planeta. El aterrizador estaba formado por una semiesfera aislada y a presión con absorbedores de choque en un anillo deformable de aterrizaje. En la parte superior esta un disco que servía para realizar el aerofrenado y que también servía como reflector para la antena cilíndrica de comunicaciones que estaba sobre el.

El lander estaba protegido durante la fase de crucero y la entrada atmosférica en Venus por una esfera de protección térmica de 240 centímetros de diámetro, que constaba de dos partes unidas aunque no herméticas.

Instrumentación

Además de los instrumentos de temperatura y presión, la sonda portaba una espectrómetro ultravioleta (ISAV) para medir los componentes menores de la atmósfera, un higrómetro (VM-4) para medir la concentración de H2O, un analizador de aerosoles (IPF), un espectrómetro analizador del tamaño de las partículas (ISAV-A) y otros instrumentos para la determinación de la composición química de la fase condensada: un cromatógrafo de gases (Sigma 3), un espectrómetro de rayos-X (BDRP-AM25) para observar la fluorescencia de los granos, un espectrómetro de masas (de malaquita) para medir la composición química de los granos y las gotas. El espectrómetro de rayos-X separaba los granos de acuerdo a sus tamaños usando un dispositivo láser, mientras el espectrógrafo de masas los separaba según su tamaño usando un separador aerodinámico inercial.

Tras el aterrizaje, se recogía una pequeña muestra cerca de la sonda utilizando un taladrador y era analizado por el espectrómetro de rayos gamma (GS-15-SCV) y un espectrómetro de fluorescencia de rayos-X. El espectrómetro ultravioleta, el espectrógrafo de masas y los instrumentos de medición de temperaturas y presiones fueron desarrollados en cooperación entre investigadores soviéticos y franceses. Los datos recogidos fueron retransmitidos a la sonda Vega 1 y reenviados a la Tierra.

La misión a Venus

El aterrizador se separó de la sonda Vega 1 dos días antes de llegar a Venus y entró en la atmósfera del planeta en una trayectoria inclinada sin realizar maniobras de ningún tipo, como se había hecho en las misiones Venera anteriores. El aterrizador entró en la atmósfera de Venus el 11 de junio de 1985 a las 01:59:49 GMT a una velocidad de 10,75 km/s con un ángulo de entrada de 18,23 grados. El paracaídas piloto fue desplegado a las 02:00:27 GMT (38 segundos después de entrar en la atmósfera) a una altura de 65 kilómetros de la superficie y el paracaídas principal fue abierto 11 segundos más tarde a 64,5 km de altura. En ese instante se desprendió el hemisferio de protección superior y el inferior 4 segundos más tarde a 64,2 km de altura.

El hemisferio superior contenía el sistema para el despliegue del balón aerostático. El paracaídas fue soltado a las 02:09:37 a 47 km de altura sobre la superficie. Tras esto el aterrizador estaba diseñado para usar el aerofrenado contra la densa atmósfera del planeta, con sistemas dispositivos de fricción para minimizar las vibraciones y el giro y proporcionar estabilidad. A una altura de 18 kilómetros un golpe mecánico de origen desconocido (posiblemente debido a una válvula que se soltó en el compartimiento superior) accionó el contacto de un acelerómetro lo que causó el despliegue temprano del taladro del suelo del espectrómetro de rayos-X por fluorescencia. Debido a esto fue imposible usarlo una vez en tierra. Un sistema toroidal similar a los usados en Venera 13 y 14 fue usado para absorber parte del choque en el aterrizaje.

La nave Vega 1 tocó tierra a las 03:02:54 GMT el 11 de junio de 1985 a 7,5 ºN y 177,7 ºE en la zona norte del este de Aphrodite Terra. La altitud en el lugar del aterrizaje fue de 0,6 km sobre el radio medio del planeta. En ese lugar la presión llegó a las 95 atmósferas terrestres y la temperatura de 466 °C. El balón midió ráfagas de viento descendentes de 1 m/s y vientos horizontales de hasta 240 km/h.

La Vega 2 tocó tierra a las 03:00:50 GMT el 15 de junio de 1985 a 8.5° S y 164.5° E, en la zona este de Aphrodite Terra. La altitud en el lugar del aterrizaje fue de 0,1 km sobre el radio medio del planeta. En ese lugar la presión llegó a las 91 atmósferas terrestres y la temperatura de 736 K. Transmitió durante 56 minutos.

Globos Aerostáticos

Además de las sondas de aterrizaje, las naves desplegaron cada una un balón aerostático que portaba instrumentos en un compartimiento sellado y a presión constante. Estos globos fueron soltados a una altura de 54 kilómetros desde el hemisferio superior de protección térmica y constaban con un paracaídas en dos etapas que luego era desplegado y luego inflado.

Cada uno de los globos de 3,4 metros de diámetro portaba una masa de 25 kg. Una carga de 5 kg estaba suspendida 12 metros por debajo del globo. Esta primera fase de la misión se llevaba a cabo a unos 50 km de altura, justo en medio de la capa más activa de la atmósfera de Venus.

Los datos de estos globos fueron enviados directamente hacia la Tierra durante las 47 horas de misión (las baterías tenían una duración máxima de 60 horas). Los instrumentos debían medir las temperaturas, presiones, velocidad vertical de los vientos, visibilidad (densidad y tamaño de los aerosoles), niveles de luz y detección de rayos. Para seguir la nave se usó interferometría de base amplia y se pudo conocer los movimientos del globo y obtener datos de la velocidad de los vientos. Este seguimiento se hizo con 6 antenas en territorio soviético y otras 12 por todo el mundo (coordinadas por Francia y la DSN de la NASA). Tras dos días y 9.000 kilómetros, los globos entraron en la cara diurna de Venus y explotaron por calentamiento debido al Sol.

Sonda del globo Vega en exhibición en el Centro Udvar-Hazy de la Institución Smithsonian

La cápsula Vega 1 Lander / Balloon entró en la atmósfera de Venus (125 km de altitud) a las 2:06:10 UT (hora de la Tierra recibida, hora de Moscú 5:06:10 a.m.) el 11 de junio de 1985 a aproximadamente 11 km / s. Aproximadamente a las 2:06:25 UT, el paracaídas conectado a la tapa de la nave de aterrizaje se abrió a una altitud de 64 km. La tapa y el paracaídas se lanzaron 15 segundos después a 63 km de altitud. El paquete del globo fue sacado de su compartimiento por paracaídas 40 segundos después a 61 km de altitud, a 8.1 grados N, 176.9 grados este. Un segundo paracaídas se abrió a una altitud de 55 km, 200 segundos después de la entrada, extrayendo el globo enrollado. El globo se infló 100 segundos después a 54 km y el paracaídas y el sistema de inflado se descartaron. El lastre se descartó cuando el globo alcanzó aproximadamente 50 km y el globo flotó de nuevo a una altura estable entre 53 y 54 km, unos 15 a 25 minutos después de la entrada.

La altura estable promedio fue de 53,6 km, con una presión de 535 mbar y una temperatura de 300-310 K en la capa media, más activa del sistema de nubes de tres niveles de Venus. El globo se desplazó hacia el oeste en el flujo de viento zonal con una velocidad promedio de aproximadamente 69 m / s (248 km / h) a una latitud casi constante. La sonda cruzó el terminador de noche a día a las 12:20 UT del 12 de junio después de atravesar 8500 km. La sonda continuó funcionando durante el día hasta que la transmisión final se recibió a las 00:38 UT del 13 de junio desde 8.1 N, 68.8 E después de una distancia total de 11.600 km o alrededor del 30% de la circunferencia del planeta. No se sabe cuánto más viajó el globo después de la comunicación final. ^[2]

Misión Halley

Después de sus encuentros, las naves nodrizas de Las Vegas utilizaron la gravedad de Venus, también conocida como ayuda de gravedad, para interceptar el cometa de Halley.

La misión al Halley

Tras su encuentro con el planeta Venus, la sonda Vega 1 continuó su viaje para interceptar al cometa Halley. Vega 1 realizó su mayor aproximación al núcleo del Halley el 6 de marzo a tan sólo 8.890 kilómetros de distancia. El examen intensivo del cometa se realizó durante las tres horas alrededor del momento de mayor aproximación y se midieron los parámetros físicos del núcleo como las dimensiones, la forma, la temperatura y las propiedades de la superficie, así como la estructura y dinámica de la coma y la composición del gas cerca del núcleo, así como el tamaño y distribución de masas de las partículas en función a la distancia del núcleo y su interacción con el viento solar.

Las primeras imágenes llegaron el 4 de marzo y fueron usadas para guiar con más precisión a la sonda europea Giotto. Las primeras imágenes mostraron dos áreas brillantes en el cometa, lo que inicialmente fue explicado como un doble núcleo. Las áreas brillantes alrededor después resultaron ser dos chorros que salían del cometa. Las imágenes también mostraron un núcleo oscuro con una temperatura entre 26 y 126 °C mucho más cálido de lo esperado para un cuerpo helado. La conclusión fue que una delgada capa cubría al núcleo helado del cometa.

Las imágenes obtenidas por la sonda mostraron un núcleo de unos 14 kilómetros de largo y con un periodo de rotación de unas 53 horas. El espectrómetro de masas del polvo detectó materiales con una composición similar a los meteoritos denominados condritas carbonaceas y además detectó clatratos helados.

Vega 1 hizo su aproximación más cercana el 6 de marzo a alrededor de 8,889 kilómetros (a las 07:20:06 UT) del núcleo. Tomó más de 500 imágenes a través de diferentes filtros mientras voló a través de la nube de gas alrededor del coma. Aunque la nave espacial fue golpeada por el polvo, ninguno de los instrumentos fue desactivado durante el encuentro.

El examen intensivo de datos del cometa cubrió solo las tres horas de aproximación más cercana. Estaban destinados a medir los parámetros físicos del núcleo, como dimensiones, forma, temperatura y propiedades de superficie, así como a estudiar la estructura y dinámica del coma, la composición del gas cerca del núcleo, la composición de las partículas de polvo y distribución de masa como funciones de la distancia al núcleo y la interacción del cometa- viento solar.

Las imágenes de Vega mostraron que el núcleo tenía unos 14 km de largo con un período de rotación de aproximadamente 53 horas. El espectrómetro de masas de polvo detectó material similar a la composición de meteoritos de condritas carbonáceas y también detectó hielo de clatrato.

Después de sesiones de imágenes subsiguientes los días 7 y 8 de marzo de 1986, Vega 1 se dirigió al espacio profundo. En total, Vega 1 y Vega 2 devolvieron unas 1500 imágenes del cometa Halley. Vega 1 se quedó sin propelente de control de actitud el 30 de enero de 1987, y el contacto con Vega 2 continuó hasta el 24 de marzo de 1987.

Vega 1 se encuentra actualmente en órbita heliocéntrica, con perihelio de 0.70 UA, afelio de 0.98 UA, excentricidad de 0.17, inclinación de 2.3 grados y período orbital de 281 días.

La sonda espacial soviética ‘Vega 1’ manda las primeras fotografías del núcleo del cometa Halley

Marilo Ruiz de Elvira

Moscú 7 MAR 1986

El cometa Halley tiene un núcleo sólido de unos cuatro kilómetros de diámetro, mientras que las partículas de polvo de su cola -más densa de lo que en un principio se había pensado- tienen un tamaño 1.000 veces mayor que las del humo del tabaco. La estación automática soviética Vega 1 atravesó ayer la envoltura de gas y polvo del cometa a una distancia de 9.000 kilómetros de su núcleo, y realizó por primera vez investigaciones científicas en directo sobre este cuerpo celeste, según anunció en Moscú la plana mayor de los equipos investigadores de los nueve países participantes en el proyecto internacional Venus-Cometa Halley.

Los periodistas congregados en Moscú para asistir al 27º Congreso del Partido Comunista de la URSS (PCUS) pudieron contemplar ayer las primeras imágenes tomadas por la estación Vega 1; en primer lugar, las hechas el 4 de marzo a una distancia de 14 millones de kilómetros Y, posteriormente, las enviadas ayer desde unos 8.000 ó 9.000 kilómetros. Las fotografías tomadas ayer fueron realizadas en el curso de una sesión de tres horas de mediciones científicas filmaciones. La utilización de diversos filtros permitió obtener imágenes en color del cometa y su núcleo, éste de color rojo por tratarse de un núcleo caliente del que emana luz. Según datos telemétricos, los sistemas de a bordo de la estación planetaria conservan su capacidad de trabajo y funcionan normalmente después de haber atravesado la envoltura de gas y polvo del cometa.

Nueve países

El resultado de las observaciones permitirá, una vez analizadas, determinar la trayectoria de desplazamiento del cometa. Los datos así obtenidos serán entregados a la Agencia Espacial Europea para su empleo en la aproximación de la sonda europea Giotto, el próximo día 13, a solo 500 kilómetros del núcleo del cometa. Los nueve países participantes -URSS, Austria, Bulgaria, Hungría, República Democrática Alemania, Polonia, Francia, República Federal de Alemania y Checoslovaquia- han hecho posible que ayer se pudieran obtener imágenes de gran definición del núcleo del cometa, al tiempo que se realizaban mediciones de la temperatura y de otras características físico-químicas del Halley. Asimismo, se analizó la composición química del gas y del polvo que componen el cometa, se investigaron los campos electromagnéticos en sus alrededores y los procesos físicos que se operan en su envoltura gaseosa.

Las fotografías ahora obtenidas sirven al hombre para ver por primera vez el núcleo de un cometa, debido a que los gases y el polvo impedían su exploración desde la Tierra. Los científicos se mostraron ayer altamente satisfechos de la exactitud de sus previsiones así como de la forma en que se está desarrollando la investigación.

Los investigadores se muestran confiados en que este proyecto pueda servir para aportar datos acerca de la evolución de la Tierra en sus -primeros 1.000 millones de años de existencia. La utilización pacífica del espacio se puso ayer como contrapunto a la militarización que, en opinión de los científicos soviéticos, propugna Estados Unidos.

El polvo que rodea el cometa está distribuido de forma irregular, según se expuso ayer. “Llega en oleadas”, explicó uno de los numerosos científicos presentes en la conferencia de prensa, quienes prefirieron no adelantar datos sobre su composición, en espera de un análisis aún más detallado. El plasma y el gas están fragmentados; no poseen una estructura molecular regular, añadieron.

Los experimentos continuarán durante el fin de semana, con la aproximación, a menor distancia del núcleo del cometa, de la nave Vega 2, gemela de la Vega 1.