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MISSION

Marc Rayman

Marc Rayman,
Ingeniero Jefe, JPL

Crónicas de Dawn

31 de Octubre de 2011

Queridos Dawnlucinantes,

Dawn acaba de completar otra fase de la exploración de Vesta con un rotundo éxito, tras estudiarla con un detalle sin precedentes durante el mes pasado. Desde que fue descubierto hace más de dos siglos hasta hace unos pocos meses, este protoplaneta había sido poco más que un borrón lejano, una mancha difusa en el cielo. Ahora Dawn lo ha cartografiado con una claridad exquisita, revelando la fascinante complejidad de este mundo extraterrestre.

La órbita alta de cartografía (High Altitude Mapping Orbit, HAMO) incluye los periodos de observación más intensos y exhaustivos en todo el año que Dawn estará explorando Vesta. A pesar de lo espectaculares que fueron los resultados de la órbita de muestreo, las observaciones de HAMO son ostensiblemente mejores. Desde una distancia cuatro veces menor, los sensores de Dawn nos han proporcionado imágenes mucho más detalladas de la extraordinaria superficie, cubierta de cráteres grandes y pequeños, enormes montañas, valles, abismos casi infinitos, cordilleras, regiones llanas y sin fisuras, planicies de suaves curvas, extensos sistemas de grietas, muchos pequeños grupos de surcos menores, inmensos corrimientos de tierras, rocas tremendas, materiales de un brillo inusualmente alto y otros inesperadamente oscuros (a veces al lado el uno del otro), y una multitud de otras facetas tan asombrosas como intrigantes. No es necesario tratar de plasmar en palabras lo que unas criaturas tan visuales como los humanos pueden apreciar mucho mejor en imágenes. Para disfrutar de unas vistas que son literalmente de otro mundo podéis ir a Vesta o pasaros por aquí.

Rodeando este coloso a 680 kilómetros (420 millas) de su superficie en HAMO, la sonda ha invertido la mayor parte del tiempo que sobrevolaba la parte iluminada en tomar fotografías y otros datos científicos, y los pases sobre el lado oscuro enviando sus valiosas mediciones de vuelta a esos ansiosos terrícolas.

Dawn recorre una órbita polar alrededor de Vesta, pasando sobre el polo norte mientras cruza del lado nocturno al diurno, viajando hacia el sur sobre éste y sobrevolando posteriormente el lado nocturno de nuevo hacia el norte. Cada vuelta dura 12.3 horas. Mientras tanto, Vesta completa una rotación en 5.3 horas. Los planificadores de la misión diseñaron una hermosa coreografía cósmica en la que eligieron los parámetros orbitales de manera que en 10 órbitas la cámara pudiera observar prácticamente la totalidad de la superficie iluminada. (Como es invierno en el hemisferio norte en aquel mundo, hay una región alrededor del polo norte que se mantiene oculta en la profunda oscuridad de la noche. Su aparición estelar en las imágenes de Dawn tendrá que esperar hasta HAMO2.) Un conjunto de 10 órbitas se conoce en el equipo de Dawn (y ahora también entre vosotros) como un ciclo de cartografía.

Aunque la fase HAMO fue extremadamente compleja, tuvo lugar de manera casi impecable, siguiendo con notable precisión el intrincado plan que se había preparado en gran detalle el año pasado. Este plan consistía en seis ciclos de cartografía y se ejecutaron en orden de importancia decreciente. En el primer ciclo, Dawn apuntó su cámara directamente hacia abajo y tomó imágenes con todos los filtros de color. Además de revelar una sorprendente variedad de accidentes orográficos inusuales, las imágenes en color proporcionaron a los científicos algunos indicios sobre la composición de los materiales superficiales, que muestran una impresionante variación en este misterioso protoplaneta. El ciclo 1 produjo más de 500 fotos de Vesta, casi tantas como las adquiridas durante toda la fase de muestreo. Estas observaciones se consideraban tan importantes que no sólo se hicieron en primer lugar, sino que se diseñó el ciclo 6 como una repetición casi idéntica. Esta estrategia se formuló de manera que si algún problema impedía el desarrollo adecuado del ciclo 1 hubiera una segunda oportunidad sin necesidad de que el pequeño y ajetreado equipo de operaciones tuviera que trazar un nuevo plan. Al final resultó que sólo un fallo menor interfirió en la adquisición de algunas de las imágenes del ciclo 1, pero las pérdidas no fueron importantes. Aun así, el ciclo 6 rellenó la mayoría de los huecos.

Los ciclos 2 a 5 se dedicaron a tomar las fotografías necesarias para elaborar un mapa topográfico. En lugar de volar sobre el lado iluminado con la cámara apuntando directamente hacia abajo, la nave miraba con cierta inclinación. Cada orientación fue elegida para proporcionar a los científicos la mejor combinación posible de perspectiva e iluminación para que pudieran crear una reconstrucción tridimensional de la superficie. Conocer la elevación de los diferentes elementos orográficos y los ángulos de las pendientes es esencial para entender los procesos geológicos que los originaron.

En el ciclo 2, la cámara estaba constantemente mirando por delante y ligeramente a la izquierda del terreno directamente debajo de la nave. En el ciclo 3, en cambio, miraba hacia atrás y ligeramente a la izquierda. El ciclo 4 apuntaba directamente hacia adelante, pero con un ángulo menor que el ciclo 2. El ciclo 5 no apuntaba ni adelante ni atrás; simplemente observaba ligeramente a la derecha. Con la amplia cobertura estereográfica obtenida en cada uno de estos ciclos de cartografía de 10 órbitas, se han tomado imágenes de la mayoría del terreno en suficientes direcciones distintas como para poder determinar de manera detallada la forma del paisaje alienígena.

Las observaciones en HAMO constituyen la cartografía visible más completa de Vesta de toda la misión. Las imágenes de la órbita de muestreo fueron tomadas a mayor altitud y no proporcionan tanto detalle. Cuando Dawn descienda hasta su órbita baja de cartografía (Low Altitude Mapping Orbit, LAMO), su objetivo principal será medir la composición elemental con el detector de rayos gamma y neutrones (Gamma Ray and Neutron Detector, GRaND) y cartografiar el campo gravitatorio. Aunque se tomarán algunas imágenes, esto sólo será un objetivo secundario. La mayoría de los recursos, tanto de la nave como del equipo de operaciones, estarán dedicados a las mediciones científicas prioritarias. Además, la sonda estará tan cerca de Vesta en LAMO que no podría tomar suficientes fotografías para elaborar un mapa global. Las observaciones subsiguientes en HAMO2 se diseñarán principalmente para echar un vistazo a las latitudes septentrionales que actualmente permanecen en la oscuridad.

Las más de 7000 imágenes que Dawn ha tomado durante HAMO constituyen una base muy firme para años de estudio productivo. Combinadas con el resto de los datos que nuestro explorador obtendrá en Vesta, nos proporcionarán mapas globales que nos permitirán descubrir aspectos insospechados del sistema solar. ¿A qué mejor destino podrían guiarnos unos mapas?

Entre los "otros datos" está una nueva colección de fabulosas observaciones con el espectrómetro visible e infrarrojo (Visible and Infrared Spectrometer, VIR). Un espectro es una medición de la intensidad de la luz a diferentes longitudes de onda. Cuando disfrutáis del colorido de la luz dispersada por un prisma, que descompone al luz blanca en sus componentes, la visión es similar. Al reflejar la luz del sol, el material de Vesta genera una signatura en su espectro. Cada toma de VIR produce un "cuadro" que consiste en el espectro completo (incluyendo parte del ultravioleta, todo el visible y parte del infrarrojo) de una tira de 256 ubicaciones contiguas en la superficie. Cada cuadro contiene un auténtico tesoro de información.

La dirección en la que Dawn ha apuntado sus instrumentos durante HAMO ha venido determinada por el plan de observación exhaustiva de Vesta con la cámara. Sin embargo, VIR se usó para recoger un lujoso conjunto de espectros que son el principal medio para determinar la naturaleza de los minerales en la superficie. Los espectros abarcan suficientes longitudes de onda en el infrarrojo para medir la sutil radiación térmica generada por la superficie, con lo que actúa también como un termómetro.

Al igual que en el caso de la cámara, los cuadros de VIR en HAMO también se benefician de la menor altitud proporcionando más detalles que los obtenidos desde la órbita de muestreo. VIR acumuló 15 000 cuadros durante HAMO, lo que supone el espectro completo de casi cuatro millones de ubicaciones sobre la extensa superficie de Vesta.

Los espectros de VIR contienen mucho más detalle cromático que los siete filtros de color de la cámara. Ésta es capaz de cubrir áreas mayores y con mejor resolución en una sola imagen. Los dos instrumentos son complementarios y juntos contribuyen al desarrollo de una visión detallada de la geología de Vesta.

Aunque el grueso de las mediciones gravitatorias y de GRaND tendrán lugar en LAMO, la recogida de datos ya ha comenzado. La investigación de la gravedad va revelando poco a poco la estructura interior incluso antes de que la nave alcance su altitud más baja. La radiación nuclear que GRaND medirá es tan tenue que Dawn tendrá que acercase más para que el instrumento pueda realizar su tarea primaria. Sin embargo, incluso en HAMO ha conseguido detectar ya neutrones emitidos por Vesta.

Después de reactivar GRaND a finales de septiembre como parte del proceso de recuperación del modo seguro, los científicos observaron que uno de sus sofisticados detectores de rayos gamma mostraba un incremento en los niveles de ruido. Los científicos y los ingenieros trabajaron codo con codo analizando la telemetría del instrumento y determinando la mejor forma de remediarlo. A lo largo de 10 días fueron apagando progresivamente y con gran cuidado algunos componentes internos seleccionados y luego el resto del instrumento, para finalmente reiniciarlo y configurarlo de nuevo. Tuvieron la gran fortuna de comprobar que GRaND había vuelto a su nivel normal de precisión, nuevamente preparado para contribuir plenamente a esta gran misión de exploración.

A lo largo de los tránsitos sobre el lado iluminado de Vesta, Dawn recopiló ligeramente más datos de los que podía transmitir en los pases subsiguientes sobre el lado nocturno. Por eso, al final de HAMO, todavía contenía una valiosa cantidad de datos en su memoria. Después de completar el ciclo 6 esta mañana, la nave pasará dos días más transmitiendo sus últimos descubrimientos de vuelta al lejano planeta que la vio partir hace más de cuatro años.

Los ingenieros están aprovechando este periodo en que la antena principal de Dawn apunta a la Tierra para realizar algunas reconfiguraciones de la nave. La están poniendo a punto para operar cerca de Vesta, donde habrá más luz reflejada por la superficie, lo que afectará a los sensores que determinan la ubicación del sol, mientras que el enorme cuerpo rocoso provocará que los sensores estelares vean menos estrellas. A medida que sigamos descendiendo aún hay más cambios previstos.

Ahora que se ha completado la fase HAMO con una asombrosa productividad y la nave está lista para seguir adelante con su aventura, todo está cuidadosamente planeado para la que puede ser la fase más ardua de la misión. El 2 de noviembre a las 5:20 a.m. PDT, la nave volverá a zarpar a lomos de su sistema de propulsión iónica para seguir descendiendo hacia su órbita más baja. Tardará más de cinco semanas en alcanzar LAMO. En el próximo artículo repasaremos el progreso de la sonda y tomaremos en consideración algunos de los obstáculos que debe superar para llegar tan abajo.

Mientras tanto, vuestro corresponsal se ha inspirado en los espléndidos resultados de HAMO para diseñar su mejor disfraz de Halloween en mucho tiempo. Este año se ha hecho pasar por alguien absolutamente indiferente a los panoramas de Vesta y al extraordinario desempeño de la infatigable nave que los ha recogido. No daba muestra alguna de satisfacción por ser un miembro de una especie que trabaja unida para superar sus limitaciones y emprender formidables aventuras en busca de una de las mayores recompensas que se conocen: nuevos conocimientos y una nueva perspectiva del cosmos. Se disfrazó de alguien que no siente esa poderosa ansia de compartir el descubrimiento de un nuevo mundo alienígena. Actuaba como si no tuviese hambre frente al festín que Dawn nos ofrece. No sólo estaba irreconocible, sino que con ese atuendo sería imposible confundirlo con uno de los dawnlucinantes seguidores de estos artículos.

Dawn está a 680 kilómetros (420 millas) de Vesta. También está a 2.03 UA (303 millones de kilómetros o 184 millones de millas) de la Tierra, unas 795 veces más lejos que la luna y 2.04 veces más lejos que el Sol. Las señales de radio, limitadas universalmente a viajar a la velocidad de la luz, tardan 34 minutos en hacer el viaje de ida y vuelta.


Dr. Marc D. Rayman
11:00 p.m. del 31 de Octubre de 2011

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