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Dawn Mission: Mission > Crónicas de Dawn: 30 de Noviembre de 2010

MISSION

Marc Rayman

Marc Rayman,
Ingeniero Jefe, JPL

Crónicas de Dawn

30 de Noviembre de 2010

Queridos CiudaDawnos del Sistema Solar,

Dawn mantiene imperturbablemente su curso a través del sistema solar a medida que se aproxima progresivamente a Vesta. Con una paciencia y un tesón casi infinitos, continúa impulsándose con su sistema de propulsión iónica para encontrarse en Julio con el segundo miembro más masivo del cinturón de asteroides. Aunque la escalada gravitatoria de la nave continúa alejándola del sol, la órbita de la Tierra empieza a acercarla a la nave.

Tras invertir en propulsión dos tercios de su tiempo en el espacio, Dawn ha conseguido un incremento de velocidad equivalente a unos 5.5 kilómetros por segundo (más de 12 000 millas por hora). Ya sabemos que esto no representa el incremento real de velocidad, pero aun así es una medida muy útil de los efectos de la impulsión. Aunque hace ya tiempo que batió el record de incremento propulsivo de velocidad, Dawn sólo ha completado la mitad del perfil de vuelo calculado para los ocho años de esta ambiciosa expedición. Cuando termine su misión en el planeta enano Ceres (el miembro más masivo del cinturón de Asteroides) en 2015, habrá duplicado el cambio efectivo de velocidad conseguido hasta hoy.

A principios de este mes los controladores de la misión instalaron nuevo parámetros en el software que controla la orientación de la nave (lo que los ingenieros denominan “actitud”) en la ingravidez del vuelo espacial. El subsistema de control de actitud cuenta con cuatro métodos diferentes para mantener a Dawn estable o girarla para apuntar en una dirección determinada. Cuando la nave no está impulsándose con su motor iónico, tiene dos métodos: puede optar por sus ruedas de reacción o por el sistema de control por reacción. Las ruedas son unos dispositivos similares a los giróscopos que se pueden acelerar o decelerar eléctricamente, variando la velocidad de giro de la nave o incluso deteniéndola. Ya vimos que las ruedas de reacción no son suficientes, de manera que cuando está en servicio también se emplean los chorros de control por reacción aunque con mucha menor frecuencia. (Los chorros se denominan también “impulsores”. Aunque esta nomenclatura se ha utilizado en artículos pasados, para evitar la confusión con los impulsores iónicos nos referiremos a ellos a partir de ahora simplemente como “chorros”.) La hidracina, un propelente para motores cohete convencionales, se dispara a través de los chorros para imprimir una pequeña fuerza a la nave, lo que la empuja a girar o a detenerse.

No contenta con simplemente dejarse llevar a través del sistema solar como hacen la mayoría de las naves, Dawn dedica la mayoría del tiempo a cambiar su curso mediante uno de sus impulsores iónicos, aplicando constantemente una ligera presión a su órbita para acercarla más y más a la órbita de su próxima parada. Además de acelerar la nave, un impulsor iónico también la puede hacer girar variando ligeramente el ángulo de empuje. Esto proporciona al sistema de control de actitud dos nuevos métodos para controlar la nave cuando el motor está encendido: puede usar el impulsor con las ruedas de reacción (con la contribución ocasional del sistema de control por reacción) o el impulsor más un uso más frecuente de los chorros.

A lo largo del verano los ingenieros apagaron las ruedas de reacción, reservándolas para su uso en órbita alrededor de Vesta y Ceres. El sistema de control por reacción se hizo cargo sin ningún problema y ha mantenido la nave estable desde entonces, en la mayoría de los casos con el concierto del sistema de propulsión iónica.

Incluso antes de verse obligados a apagar las ruedas de reacción durante el resto del vuelo interplanetario, los ingenieros ya habían empezado a buscar técnicas para usar la hidracina de manera más eficiente, lo que aseguraría que el suministro dure hasta el final del largo viaje. Cuando abandonó la Tierra, hace más de tres años, Dawn llevaba 45.6 kilogramos (101 libras) de hidracina. Aún le quedan más de 38 kilogramos (casi 84 libras) a bordo y los operadores, siempre tan frugales, están dispuestos a usar este precioso recurso de manera muy cuidadosa. Diseñaron un método que reduce la tasa de consumo de propelente cuando el sistema de control por reacción es el método primario de control. (El gasto de hidracina durante la impulsión iónica era ya tan bajo que no fue necesario hacer ninguna mejor para ese método de control.)

La selección de los nuevos parámetros de control concluyó después de un análisis muy detallado y una simulación en Orbital Sciences Corporation y JPL. Sin necesidad de cambiar el software, los operadores enviaron a Dawn el nuevo conjunto de valores en Octubre y los asignaron para su ejecución el 1 de Noviembre durante la interrupción semanal habitual de impulsión (y por tanto cuando el control de actitud se encuentra completamente en manos de los chorros). Gracias a la actualización, el sistema consume ahora durante los periodos en los que mantiene la orientación sin propulsión iónica aproximadamente la octava parte que antes.

Para girar de una orientación a otra es necesario encender los chorros una vez para poner en marcha la enorme nave (la mayor jamás lanzada por NASA en un viaje interplanetario) y otra vez para detenerla. A fin de ahorrar hidracina, los controladores han reducido la velocidad de giro de Dawn. La velocidad habitual de giro había sido unos mareantes 0.1 grados por segundo; esa es la velocidad del minutero del reloj (excepto en algunos de los relojes vendidos en las tiendas de regalos de Dawn, cuyas devoluciones estamos procesando todavía). El 1 de Noviembre se redujo la velocidad de giro a la mitad, con lo que hace falta menos propelente para iniciar el giro y también menos para detenerlo. Los únicos giros que la nave ejecuta en una semana típica son los necesarios para cambiar de la actitud de impulsión a la de apuntamiento a Tierra, de manera que es perfectamente admisible que dichos giros duren un poco más.

El 8 de Noviembre se pusieron brevemente en marcha las cuatro ruedas de reacción. Para las ruedas 1, 2 y 3 fue una operación rutinaria de mantenimiento para asegurarse de que se encuentran en perfectas condiciones para volver a trabajo cuando comiencen las operaciones en Vesta el verano que viene. La puesta en marcha de la rueda 4 proporcionó información adicional acerca de su estado actual para que los ingenieros puedan determinar sus posibilidades de utilización a largo plazo.

Dawn está a 0.083 UA (12 millones de kilómetros o 7.7 millones de millas) de Vesta, su próxima parada. También está a 3.05 UA (456 millones de kilómetros o 283 millones de millas) de la Tierra, unas 1235 más lejos que la luna y 3.09 veces la distancia al Sol. Las señales de radio, limitadas universalmente a viajar a la velocidad de la luz, tardan 51 minutos en hacer el viaje de ida y vuelta.

Dr. Marc D. Rayman
10:00 p.m. PST del 30 de Noviembre de 2010

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