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MISSION

Marc Rayman

Marc Rayman,
Ingeniero Jefe, JPL

Crónicas de Dawn

18 de Julio de 2011

Queridos residawntes de Vesta,

¡Dawn ha llegado a su destino!

Después de recorrer 2 800 millones de kilómetros (1 700 millones de millas) a solas, después de viajar durante casi cuatro años a través del solitario vacío del espacio interplanetario, después de estar ligada únicamente a la gravedad del Sol, Dawn finalmente está en órbita alrededor de Vesta. Para llegar allí, ha necesitado impulsarse suavemente con su sistema de propulsión iónica durante más del 70% de su viaje, más de 2.6 años. En las profundidades del cinturón de asteroides, alejada de su planeta de origen, y mucho más allá de Marte (planeta que visitó brevísimamente hace más de dos años), Dawn habita ahora donde ninguna nave espacial ha estado antes, con un gigante.

Aunque será necesario realizar análisis mucho más detallados de la información de navegación para determinar el momento exacto, aproximadamente a las 10:00 p.m. PDT del 15 de Julio, mientras la nave llevaba a cabo su rutina habitual de impulsión iónica, su órbita alrededor del Sol se hizo finalmente tan similar a la de Vesta que la gravedad del protoplaneta se hizo con la nave. Dawn estaba sólo a unos 16 000 kilómetros (9 900 millas) de la superficie antiquísima y llena de cicatrices del mundo alienígena. Mientras viajaban alrededor del Sol a más de 20.5 kilómetros por segundo (46 000 mph), sus órbitas eran tan similares que la nave interplanetaria se acercaba a la relajada velocidad de 27 metros por segundo (60 mph). La última vez que se acercó a un objetivo así de despacio fue en Abril de 2007. En aquella ocasión utilizó una tecnología propulsiva algo más convencional: viajaba a bordo de un camión de Washington, DC a Cabo Cañaveral, en Florida.

Es posible que haya habido demasiados números para algunos lectores (y demasiado pocos para nuestros queridos amigos los numerívoros). Pero todo se reduce a un único y fascinante hecho: la humanidad ha conseguido colocar una nave interplanetaria en órbita alrededor de uno de los mayores objetos del cinturón de asteroides, que está entre Marte y Júpiter. De hecho, Dawn es la primera nave que ha estado en órbita alrededor de un objeto cualquiera del cinturón.

La sonda se deslizó con suavidad en su órbita, con la misma gracia que ha demostrado durante sus más de 1000 días de impulsión iónica a través del sistema solar. Aunque la inusual naturaleza en espiral de la captura se ha explicado con anterioridad, hay una importante diferencia (y algunas otras menores) con las descripciones previas: ahora es historia.

Dawn ha orbitado otros dos cuerpos celestes. Poco después de su lanzamiento desde Cabo Cañaveral a lomos de un poderoso cohete, la nave estuvo unos 45 minutos en órbita alrededor de la Tierra, esperando el alineamiento orbital adecuado para dar comienzo a su ambicioso viaje por el espacio profundo. Una vez que el cohete le proporcionó suficiente energía para dejar atrás el planeta, Dawn orbitó el Sol de la misma manera que la Tierra y los demás planetas, aunque, por supuesto, pasó la mayor parte del tiempo modificando esa órbita. Ahora está orbitando Vesta con la misma seguridad con que la Luna orbita alrededor de la Tierra.

Entrar en órbita alrededor del protoplaneta es esencial para los planes de Dawn de llevar a cabo detallados estudios de este exótico mundo, pero estar simplemente en órbita no es suficiente. La nave no perdió el compás mientras surcaba el espacio al encuentro del abrazo gravitatorio de Vesta; está volando en espiral alrededor de su nuevo amo mientras se dirige hacia la primera órbita científica a una altitud de 2 700 kilómetros (1 700 millas). El intenso escrutinio de Vesta desde la órbita de muestreo comenzará en la segunda semana de Agosto.

Es una notable coincidencia que la Tierra y Vesta estarán casualmente muy bien alineados entonces. A medida que recorren órbitas independientes alrededor del Sol, sus caminos los acercan entre sí ocasionalmente. Y así, justo cuando Dawn comience a examinar Vesta de cerca, los residentes de la Tierra podrán hacer lo mismo. El protoplaneta es el objeto más brillante del cinturón de asteroides y el único visible a simple vista, aunque unos prismáticos o un telescopio ayudan mucho en su localización, especialmente si el cielo está iluminado por las luces de la ciudad.

Incluso cuando su separación es mínima, la Tierra y Vesta sólo se acercan entre sí hasta unas 1.23 UA (184 millones de kilómetros o 114 millones de millas). Aunque la aproximación máxima tendrá lugar a altas horas de la noche del 31 de Julio, la geometría varía con suficiente lentitud como para que haya buenas oportunidades de observación antes y después. Podéis ir aquí para saber cómo identificar Vesta en la constelación de Capricornio. Y si tenéis la fortuna de ver el diminuto punto de luz, dejad que vuestra imaginación añada a la escena el recién llegado inmigrante de la Tierra, que os representa a vosotros y a toda la humanidad en su misión de exploración. Allí, lejos de su hogar primigenio y de los seres que la instan a seguir adelante, este ambicioso aventurero traduce ese punto de luz entre un millón de estrellas, en un sorprendente y fascinante relato de los comienzos del sistema solar.

Dawn ha pasado la mayor parte del tiempo desde nuestro último artículo impulsándose como de costumbre. La impulsión no se vio alterada ni siquiera por la captura gravitatoria de Vesta. Ya hemos comentado que, en un sorprendente contraste con la emoción de la inserción en órbita de otras misiones, gracias al motor iónico el proceso fue extremadamente calmado. Con ese objetivo, Dawn ha estado impulsándose con el transmisor de radio apagado desde Mayo de 2010, dedicando esa preciosa potencia eléctrica a acelerar los iones de xenón en vez de generar ondas de radio. La nave continuó en silencio cuando entró en órbita el viernes por la noche. El control de la misión estaba vacío, ya que no era necesario seguir la operación de la sonda. De hecho, vuestro corresponsal estaba bailando, confiando en que el pas-de-deux que tenía lugar a 188 millones de kilómetros (117 millones de millas) se ejecutaría con enorme gracia e inmaculada precisión.

La confirmación de que Dawn estaba en órbita llegó poco después de las 11:30 p.m. PDT del 16 de Julio (más de 24 horas después de la inserción en órbita), cuando sus señales de radio llegaron a la Red de Espacio Profundo. Siguiendo las instrucciones de la secuencia preprogramada, la nave había tomado más imágenes de Vesta un poco antes esa misma tarde y posteriormente había iniciado las comunicaciones con la Tierra justo según lo previsto. La comprobación de que seguía en buen estado de salud y desempeñando con normalidad todas sus tareas puso en evidencia que había alcanzado su órbita. ¡La coreografía fue sencillamente soberbia!

A pesar de la fiabilidad que la caracteriza, Dawn sufrió recientemente una interrupción inesperada de la impulsión. Aparentemente el 27 de Junio un rayo cósmico, una partícula subatómica de alta energía que viajaba a través del espacio, se las arregló para impactar en un componente electrónico con una inusual eficacia. Este componente se emplea en el ordenador de control del sistema de propulsión iónica para manejar las válvulas en la compleja red de conductos que transporta el xenón desde el tanque principal hasta el propulsor que está en funcionamiento. El propelente debe llegar en la cantidad justa para obtener una impulsión óptima. Cuando el rayo cósmico depositó su energía en este dispositivo impidió que el circuito enviara señales a las válvulas, incluso cuando el ordenador así se lo ordenaba. (La explicación más probable es un rayo cósmico, pero aún se barajan otras posibles causas del fallo del circuito.) El resultado es que, cuando fue necesario abrir las válvulas para suministrar un poco más de xenón al propulsor, el controlador no pudo cumplir su cometido. El ordenador detectó el problema y ejecutó el procedimiento adecuado para detener la impulsión y alertar al ordenador principal de la nave, el cual respondió correctamente cancelando otras actividades que estaban planeadas y poniendo la nave en uno de sus modos seguros. En este caso, como todos los demás sistemas estaban dentro de lo normal, no fue necesario recurrir al modo seguro normal, sino que nuestro robot optó por hacer menos reconfiguraciones y se limitó a apuntar la antena principal a la Tierra, transmitir el estado de todos los sistemas y esperar una respuesta de los controladores de la misión.

La Red de Espacio Profundo comenzó una sesión rutinaria de comunicaciones en la mañana del 28 de Junio y el equipo de Dawn rápidamente comprendió en qué estado se encontraba la nave. Antes de que acabara el día la habían devuelto a su modo normal de vuelo y la habían preparado para activar el otro controlador.

Dawn había estado usando el controlador número 1 y el propulsor iónico número 3 desde Diciembre. Como el controlador no podía controlar las válvulas, los ingenieros ordenaron a la nave que cambiase al controlador número 2, que había estado al mando de la impulsión durante la mayor parte de 2010. Su capacidad de controlar las válvulas no corría peligro. Esta unidad puede usarse con los impulsores números 2 y 3, pero era más rápido preparar los comandos para que usase el número 2 y esa fue la decisión con el fin de ahorrar tiempo.

En algún momento de este verano, los ingenieros realizarán pruebas con el controlador número 1 para determinar su estado y si se puede restaurar su capacidad para controlar las válvulas. Este controlador opera los impulsores números 1 y 3. Los planificadores de la misión ya habían decidido meses atrás no volver a usar el venerable impulsor 1 durante el resto de la misión, dado que requiere un poquito más de potencia que sus dos hermanos, así que tanto si se puede recuperar el controlador número 1 como si no, Dawn podrá completar su expedición extraterrestre tal y cómo estaba planada usando sólo el controlador número 2.

Como la interrupción en la impulsión desvió la nave de la trayectoria prevista, los navegantes tuvieron que diseñar un nuevo plan para volar al encuentro de Vesta. Para asegurarse de que hubiera suficiente tiempo de impulsión para compensar las pérdidas, eliminaron de la planificación una de las sesiones de navegación óptica (y el periodo de comunicaciones que la seguía) y otra sesión rutinaria de comunicaciones. Por supuesto, como avezados exploradores interplanetarios, el equipo de la misión Dawn siempre ha sido consciente de que este tipo de tropiezos podrían interferir con cualquier actividad, de modo que habían planeado más sesiones de imágenes y de comunicaciones de lo estrictamente imprescindible. No fue difícil prescindir de alguna de ellas para acomodar el tiempo de impulsión necesario.

Con el objetivo de restaurar la impulsión rápidamente, los controladores decidieron no optimizar el plan y limitarse a diseñar uno que fuese adecuado. La consecuencia es que al final Dawn dispuso de más tiempo de impulsión del necesario. Todo el proceso desde el fallo del controlador supuso 1.2 días de impulsión y el plan revisado añadió 1.8 días. Al final, la inserción en órbita se adelantó 15 horas. Esta flexibilidad es otra de las muchas diferencias entre las misiones que usan propulsión iónica y las que usan propulsión convencional.

Sin embargo, antes de retomar el vuelo propulsado el equipo de Dawn estaba ansioso por ver cómo Dawn llevaba a cabo la primera observación de Vesta durante una rotación completa del protoplaneta alrededor de su eje, un día vestano de 5 horas y 20 minutos. (Esta y otras actividades de la fase de aproximación se describieron en detalle el año pasado.) Gracias a la dedicación y al impecable trabajo del equipo, esta observación se llevó a cabo según estaba previsto entre el 29 y el 30 de Junio, y se obtuvieron todas las imágenes que estaban planeadas. El espectrómetro visible e infrarrojo (VIR) también echó un vistazo a Vesta para proporcionar información adicional que permitiera ajustar los parámetros del instrumento para las observaciones científicas de la órbita de muestreo. Después de dos observaciones excelentes, su ordenador interno encontró una situación inesperada y no completó el resto de actividades. Mientras Dawn transmitía las imágenes de la cámara de vuelta a la Tierra el 30 de Junio, los ingenieros verificaron que VIR estaba en buenas condiciones, y continuarán investigando los datos recibidos mientras siguen planeando las importantes mediciones que revelarán qué minerales componen la superficie de Vesta.

En la planificación original, la impulsión iónica tenía que continuar justo después de la sesión de comunicaciones del 30 de Junio. Y así es como ocurrió a pesar de la interrupción no programada de los días precedentes. Dawn siguió acercándose a Vesta con la leve presión del propulsor número 2, y así sigue hasta hoy.

Como recordatorio, una manera muy sencilla de disfrutar de las mismas panorámicas de Vesta que Dawn es visitar esta página. Estos artículos, en general, no os proporcionarán interpretaciones del rico botín de imágenes (pero son fantásticas, ¿a que sí?) u otras fascinantes mediciones. A medida que el equipo de Dawn, compuesto por científicos planetarios de cuatro países, inspecciona los datos, se distribuirán los resultados a través de las organizaciones de prensa de NASA y JPL. Y para obtener actualizaciones más frecuentes que este blog sobre el progreso de la misión, nuestros lectores pueden ir aquí, donde vuestro corresponsal abandona su habitual verborrea para proporcionar informes extremadamente breves, con mucha mayor frecuencia y mucho menos, digamos, colorido.

Entre el 9 y el 10 de Julio la agenda de la nave incluía otra pausa en la impulsión. En esta ocasión, para tomar una segunda serie de fotografías mientras Vesta completaba una rotación completa. Dawn también fotografió el espacio alrededor de Vesta en busca de lunas. Las observaciones remotas del Telescopio Espacial Hubble y otros observatorios en la Tierra no habían encontrado nada, pero no podían descartar su existencia. Dado que no se han descubierto lunas hasta ahora, tendrían que ser pequeñas y por tanto muy tenues. Para tratar de descubrir alguna si la hubiera, la cámara usó diferentes tiempos de exposición, algunos de hasta 4.5 minutos. (Para los fotógrafos, la velocidad de obturador que proporciona imágenes bien iluminadas de la superficie de Vesta es de 1/125 de segundo.) La nave apuntó la cámara alrededor de Vesta y tomó 72 imágenes. Tres horas más tarde volvió a fotografiar los mismos lugares, y tras otras nueve horas repitió la secuencia una vez más. Las imágenes están siendo sometidas a un minucioso escrutinio en busca de puntos de luz que cambien de posición de un conjunto de imágenes a otro, desvelando con ello el movimiento orbital de los potenciales satélites naturales de Vesta.

Aunque los resultados definitivos no están todavía disponibles, ya sabemos con toda certeza que Vesta tiene una luna, ¡que se llama Dawn!

Dawn está a 11 000 kilómetros (6 800 millas) de Vesta, más cerca que muchos satélites terrestres. También está a 1.25 UA (187 millones de kilómetros o 116 millones de millas) de la Tierra, unas 470 veces más lejos que la Luna y 1.23 veces más lejos que el Sol. Las señales de radio, limitadas universalmente a viajar a la velocidad de la luz, tardan 21 minutos en hacer el viaje de ida y vuelta.

 


Dr. Marc D. Rayman
7:00 a.m. PDT del 18 de Julio de 2011

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