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MISSION

Marc Rayman

Marc Rayman,
Ingeniero Jefe, JPL

Crónicas de Dawn

30 de Noviembre de 2012

Queridos Dawndroides,

Dawn sigue modificando delicada y pacientemente su órbita alrededor del Sol. En Septiembre, abandonó Vesta, un mundo complejo y fascinante al que acompañó durante 14 meses, y ahora nuestro valeroso explorador se dirige hacia el mundo de mayor tamaño en el cinturón de asteroides, el planeta enano Ceres.

Desde que dejó la Tierra, Dawn ha empleado la mayor parte de su tiempo en vadear el vacío del sistema solar a lomos de la columna verde-azulada de iones de xenón que emite su avanzado sistema de propulsión iónica. Los controladores de la misión han hecho algunos cambios en el perfil de operaciones de Dawn para reducir su consumo de un propelente convencional para cohetes llamado hidracina. Al alimentar con ella las pequeñas toberas del sistema de control por reacción se puede hacer que la nave gire o mantenga su orientación en la ingravidez del vuelo espacial. El equipo de vuelo ya había tomado precauciones especiales para ahorrar tan precioso combustible y ahora han aplicado medidas adicionales. Si seguís despiertos después de leer la descripción de dichos cambios, podréis descubrir a qué se debe tanta frugalidad.

Una semana típica en el crucero interplanetario de Dawn incluía seis días y dos tercios de impulsión. Después, detenía la propulsión y en una lenta pirueta apuntaba su antena principal hacia la Tierra durante unas ocho horas. Esto le permitía mandar a las antenas gigantes de la Red de Espacio Profundo (Deep Space Network, DSN) de NASA un informe completo de su estado de salud durante la semana precedente, incluyendo corrientes, voltajes, temperaturas, presiones, las instrucciones que había ejecutado, las decisiones que había tomado y prácticamente todo salvo su propio asombro por operar en las abrumadores profundidades del espacio a una inabarcable distancia de su planeta de origen. Los ingenieros también usaban estas sesiones de comunicación para enviar instrucciones actualizadas a la nave antes de que volviera a girarse para orientar el impulsor iónico en la dirección adecuada.

Ahora los operadores han cambiado el ritmo de las actividades. Cada giro supone un pequeño consumo de hidracina, ya que la nave, para empezar a girar, emite pequeñas nubes de propelente a través de algunas de sus toberas y a través de las opuestas para detenerse. En lugar de girar semanalmente, Dawn ha estado impulsándose en bloques de dos semanas y a partir de Enero sólo apuntará a la Tierra una vez cada cuatro semanas. Después de más de cinco años de operación fiable los controladores tienen suficiente confianza en la nave como para dejarla navegar por sí sola durante más tiempo. Han revisado el número y la frecuencia de las mediciones que se almacenan para asegurarse de que incluso con los largos intervalos de independencia la nave puede almacenar toda la información que los ingenieros necesitan revisar.

Aunque el contacto a través de la antena principal sucede con menor frecuencia, Dawn utiliza una de sus tres antenas auxiliares dos veces por semana. Cada una de estas antenas más pequeñas produce una señal mucho más amplia de manera que incluso aunque no pueda apuntarse directamente a la Tierra la Red de Espacio Profundo es capaz de detectar las débiles señales de la transmisión. Con este método sólo es posible transmitir mensajes muy breves, pero son suficientes para confirmar que la nave sigue gozando de buena salud en la lejanía.

Además de girar menos veces, Dawn lo hace más despacio. En el diseño original estaba planeado que lo hiciera a la mareante velocidad del minutero en la esfera de un reloj (¡abróchense los cinturones!). Los ingenieros ya redujeron esta velocidad hace dos años pero volvieron al valor inicial al principio de la fase de aproximación a Vesta. Ahora lo han reducido a un cuarto de la velocidad del minutero. Sin embargo, Dawn es muy paciente. No hay ninguna prisa y un giro más calmado es mucho más eficiente en cuanto a su coste en hidracina.

Con estos dos cambios, el aventurero robótico llegará a Ceres en 2015 con aproximadamente la mitad de los 45.6 kilogramos (101 libras) del suministro inicial de hidracina con el que despegó de Cabo Cañaveral en una deliciosa mañana de Septiembre de 2007. Los planificadores de la misión sabrán hacer buen uso de este suministro cuando guíen la sonda a lo largo de su exploración de este gigante del cinturón principal de asteroides.

Cualquier recurso limitado debe consumirse con responsabilidad, ya sea en un planeta o en una nave espacial. La hidracina no es el único recurso que los controladores de Dawn gestionan con sumo cuidado, pero veamos por qué su importancia ha aumentado recientemente.

La nave puede estabilizarse o cambiar su orientación consumiendo hidracina en las toberas o mediante las ruedas de reacción. Modificando eléctricamente la velocidad de giro de una rueda Dawn puede detenerse o comenzar a girar. Incluso cuando emplea estos dispositivos giroscópicos como método principal, ocasionalmente es necesario utilizar un poco de hidracina para evitar que las ruedas se aceleren demasiado, como ya explicamos hace casi cuatro años. Mientras se impulsa (lo que ocurre la mayor parte del tiempo), el propulsor iónico opera en conjunción con uno u otro de estos actuadores para controlar la orientación.

Para poder afrontar una expedición tan ambiciosa y complicada como los ocho años que se planearon para Dawn, los constructores la equiparon con sistemas de reserva. La nave se diseñó para usar tres ruedas de reacción en todo momento, por lo que se le instalaron cuatro. Una de ellas presentó un incremento de fricción en Junio de 2010. Para evitar el desgaste de las ruedas restantes, los ingenieros decidieron operar la nave con todas las ruedas apagadas entre Agosto de 2010 y el principio de la fase de aproximación a Vesta en Mayo de 2011 y ahora han decidido hacer lo mismo durante el vuelo de Vesta a Ceres.

En cuanto se detectó que una rueda tenía dificultades en 2010 Orbital Sciences Corporation y JPL comenzaron a trabajar en un método para continuar las operaciones con menos de tres, por si acaso otra de la ruedas fallaba. Desarrollaron el software que permitiría a la nave operar en modo "híbrido" con dos ruedas y las toberas de hidracina y lo instalaron en el ordenador principal del robot en Abril de 2011 para que estuviera disponible si era necesario utilizarlo en Vesta.

La exploración del mundo alienígena, que superó con creces todas las expectativas, no sólo por su productividad sino también por su insuperable pericia, transcurrió con absoluta normalidad con tres ruedas operativas. Pero cuando Dawn ya se alejaba en espiral del gigante rocoso en Agosto de 2012, otra rueda experimentó un incremento de fricción similar. Como ya se había previsto apagar las ruedas de reacción al comienzo del crucero, el equipo de vuelo siguió adelante con ellas apagadas sin más interrupción. Con su habitual profesionalismo, enseguida comenzaron a trabajar en evaluar las ramificaciones a largo plazo del fallo de dos ruedas por si no se podía recuperar ninguno de los dispositivos.

Como el procedimiento de control híbrido usa más hidracina que el control con tres ruedas, y el de sólo hidracina sin ninguna rueda consume aún más combustible que el sistema híbrido, los operadores se propusieron ahorrar la máxima cantidad de propelente durante el viaje a Ceres. Haciendo gala de un ingenio increíble, los ingenieros han llegado a la conclusión de que, independientemente del estado de salud de las ruedas, la sonda será capaz de llevar a cabo la excitante exploración que allí le espera.

Dawn llegará al distante y misterioso Ceres en 2015, lo que proporciona un amplio periodo de tiempo para que los miembros terrestres del equipo puedan completar un plan exquisitamente detallado para su aventura. Mientras ese trabajo progresa, la intrépida nave sigue avanzando sin cesar a través del vacío sobrecogedor del espacio profundo, solitaria y distante, paciente e incansable. A pesar de la lejanía, el robot sigue fuertemente ligado a sus colegas humanos, porque navega por los desconocidos mares del cosmos en representación de ellos e impulsado por su ingenio, su sed de saber y sus ansias de aventura.

Dawn está a 1.5 millones de kilómetros (960 000 millas) de Vesta y 57 millones de kilómetros (36 millones de millas) de Ceres. También está a 1.59 UA (238 millones de kilómetros o 148 millones de millas) de la Tierra, o 590 veces más lejos que la Luna y 1.61 veces más lejos que el Sol. Las señales de radio, limitadas universalmente a viajar a la velocidad de la luz, tardan 26 minutos en hacer el viaje de ida y vuelta.

Dr. Marc D. Rayman
7:00 a.m. PDT del 30 de Noviembre de 2012

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