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julio, viernes 12, 2024

Cómo se arreglaron los fallos de Juice, la misión de ESA

Una de las partes del experimento (RIME) no se desplegó cuando debía

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Aviación Digital, Sp. – Juice, la misión de ESA para observar el gran planeta Júpiter, cuenta con diez instrumentos esenciales. Uno de ellos es la antena Radar for Icy Moon Exploration (RIME), la cual sondea a distancia la subsuperficie de las lunas heladas del planeta gaseoso. Sin embargo, para recopilar estos datos, los científicos tuvieron que transportar la nave y sus instrumentos al espacio, lo que supuso plegar parte del hardware. El problema vino cuando los científicos se dieron cuenta de que no se había desplegado tras el lanzamiento.

Como cuenta ESA en su página web, la antena RIME era demasiado larga (16 metros de largo) para caber en el cono de ojiva del cohete Ariane 5 que lanzó a Juice al espacio. Por ello, se construyó en dos brazos de cuatro segmentos cada uno. De esos ocho segmentos, tres se desplegarían en un lado de la nave, tres en el otro y dos permanecerían fijos en la nave. Para el lanzamiento, los tres segmentos desplegables se plegaban sobre el segmento fijo y se sujetaban con dos soportes.

Una vez en el espacio, unos dispositivos llamados actuadores no explosivos (NEA) se activarían a distancia uno tras otro desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de Darmstadt (Alemania). Cada NEA retiraría un pasador de sujeción de su soporte, permitiendo que esa sección saltara a su sitio.

Sin embargo, en el momento del despliegue tanto Airbus Defence & Space como ESA se dieron cuenta de que algo no iba bien. Por eso, los equipos se reunieron en línea en una teleconferencia para compartir sus impresiones y discutir la anomalía. Por un lado, sabían que tenían que encontrar alguna forma de liberar el segmento atascado, pero por otro sabían que no podían hacer nada que comprometiera el despliegue de los demás segmentos, o incluso del resto de la nave espacial.

Hipótesis

La primera idea que se les ocurrió fue que tal vez se había formado hielo en el pasador que sujetaba el segmento. Cada vez que una nave espacial abandona la Tierra, se encuentra en un entorno frío y sin aire. Esta súbita y drástica pérdida de presión atmosférica hace que una pequeña cantidad de vapor de agua escape repentinamente del material utilizado para fabricar la nave. Este vapor puede congelarse en las superficies increíblemente frías de la nave.

Como no hay calefactores en la nave cerca del RIME, eliminar el hielo significaría girar la nave para que la antena se orientara hacia el Sol. Sin embargo, la superficie de la nave espacial que sostiene el RIME fue diseñada para ser una «cara fría», lo que significa que nunca se pretendió exponerla a la luz solar directa justo después del lanzamiento. Tampoco lo estaban los componentes, instrumentos y sistemas que se le acoplaron.

Se produjeron avances cuando el fabricante de la antena, la empresa alemana SpaceTech, también propuso un plan de recuperación, el cual consistía en seguir desplegando las otras cuatro secciones de la antena como si nada hubiera pasado. Sabían que al dispararse cada NEA, se produciría una pequeña sacudida mecánica en el resto de la antena que podría desprender el pasador atascado.

Los ingenieros de SpaceTech consiguieron reproducir la anomalía con un modelo de la antena que se había utilizado para las pruebas y confirmaron que el disparo del NEA más cercano solía conseguir desalojar la clavija atascada. También se determinó que, para aumentar las posibilidades de éxito, la antena debía calentarse exponiéndola a la luz solar.

Esto se debía a que, aunque el modelo de ingeniería se había probado a fondo a las bajas temperaturas del espacio, el modelo de vuelo real no. El equipo llegó a la conclusión de que las condiciones extremadamente frías encontradas durante el lanzamiento fallido de la NEA podrían haber sido un factor contribuyente, por lo que la antena debería ser calentada por el Sol antes de todas las futuras actuaciones para acercarla lo más posible a la «temperatura ambiente», donde sabían que funcionaba.

Éxito final

Hacia las 14.00 horas del 12 de mayo, los equipos se reunieron en sus respectivas consolas y comenzaron el último intento. Se envió la orden y los equipos observaron la telemetría en busca de cualquier indicio de oscilación que indicara el éxito. Ahí estaba: movimiento en la nave espacial.

Para entonces, el soporte final había estado a la luz del sol el máximo tiempo permitido ese día, 73 minutos. Como consecuencia, su temperatura era superior a la temperatura ambiente a la que se había probado en los laboratorios de Alemania. Para reproducir las condiciones de ese laboratorio lo más fielmente posible, el equipo tomó la decisión de girar la nave, alejando la antena del Sol, y esperar entre tres y cuatro horas a que bajara su temperatura.

Tras ese tiempo, el NEA se activó, la telemetría mostró que Juice oscilaba mientras se desplegaba el último segmento, el AOCS intervino y estabilizó la nave. Finalmente, las cámaras confirmaron la victoria de los equipos: la antena RIME ya estaba totalmente desplegada.

SourceESA
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