Viajes: ALREDEDOR DEL PLANETA

LA PERIPECIA DEL SATÉLITE 'SOHO'

Viaje hacia la órbita L1 (equilibrio dinámico)

Peatóm | 27·02·2010 | 06:00 |
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Sol. Imagen proporcionada por la sonda Soho

Ver el Sol. El sábado 2 de diciembre de 1995 tuvo lugar un hecho histórico para la comunidad científica internacional: un cohete Atlas Centauro II-AS (AC-121) despegaba del centro espacial de Cabo Cañaveral (Florida) con una preciada carga a bordo, el satélite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory, Observatorio Solar y Heliosférico). Su misión: el estudio más profundo jamás realizado por el hombre de nuestra estrella, el Sol; los once sofisticados instrumentos que componen SOHO se encargarían de ello. Tres de estos instrumentos estarían dedicados al estudio de las oscilaciones solares, ondas de presión y de gravedad atrapadas dentro del Sol que se propagan desde el mismo núcleo solar hasta la superficie, permitiendo obtener información precisa de cómo es el Sol por dentro y determinar importantes parámetros físicos en función de la distancia al centro de nuestra estrella. (El Instituto de Astrofísica de Canarias ha participado de forma directa en dos de estos instrumentos: GOLF y VIRGO). Otros cinco instrumentos se encargarían de estudiar la atmósfera solar desde la misma superficie hasta la corona externa, a una distancia de 30 veces el radio del Sol. En concreto se estudiarían flujos y turbulencias, temperaturas y densidades del plasma, abundancias químicas, erupciones solares, campos magnéticos y emisiones en ultravioleta, así como la cromosfera y la corona solar, junto con su hasta ahora no comprendido calentamiento. Los tres últimos instrumentos tendrían como objetivo el estudio del viento solar, flujo de partículas expulsadas por el Sol a grandes velocidades y que llegan hasta nosotros produciendo, aparte de problemas en las comunicaciones, las hermosas auroras boreales.

Durante los siguientes casi tres años, hasta el 24 de junio de 1998, SOHO estuvo aportando la más valiosa información nunca obtenida del Sol, no solo por la continuidad de 24 horas diarias, sino también por su enorme calidad al no tener delante la distorsionante atmósfera terrestre, limitación inevitable de las observaciones desde la Tierra

Sus principales tareas serían la detección de estas partículas, determinación de la masa, carga iónica, energías y el estudio del proceso de aceleración y propagación por el medio interplanetario. En definitiva, una flota de instrumentos de la más moderna tecnología dedicados exclusivamente al estudio profundo del Sol y que abriría una nueva época en la Física Solar.

Después de unas dos horas en órbita circular alrededor de la Tierra, SOHO comenzó su viaje espacial en dirección al Sol siguiendo una órbita de transferencia, ya que su destino final no era girar en torno a nuestro planeta, sino alcanzar el llamado punto Lagrangiano L1. Éste es un lugar situado a un millón y medio de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol donde las fuerzas gravitatorias de nuestra estrella y de los planetas del sistema solar se anulan, creando una región en el espacio interplanetario de gravedad cero. SOHO empleó cuatro meses en llegar a su destino —unas cuatro veces la distancia de la Tierra a la Luna—, durante los cuales desplegó los paneles solares y realizó todo tipo de pruebas de funcionamiento instrumental tanto a nivel del propio satélite como de la carga científica.

En abril de 1995, SOHO alcanzó la zona de gravedad nula y apuntó directamente al centro del Sol, siendo ésta la posición operativa del satélite para poder obtener la información científica deseada durante las 24 horas del día. Uno a uno se fueron poniendo en funcionamiento todos los instrumentos hasta quedar completamente operativos y comenzar a desentrañar los secretos que guarda nuestra estrella.


Encapsulación de la Sonda SOHO

Abajo en la Tierra, los tres radares del llamado Deep Space Network (Red del Espacio Profundo) se encargaban de hacer llegar al satélite todas las instrucciones necesarias para su correcto funcionamiento y de recibir el flujo de datos que ya empezaba a enviar SOHO. Todo estaba coordinado por el personal de las agencias espaciales Europea y Americana, ESA y NASA, desde el Goddard Space Flight Center (GSFC) que la NASA tiene en Greenbelt (Maryland). También abajo en la Tierra, los más de 200 científicos de los 23 institutos de investigación y universidades que toman parte en el proyecto (el Instituto de Astrofísica de Canarias, entre ellos) empezaban a analizar los tan esperados datos después de los diez años transcurridos entre que se concibió el satélite y se hizo realidad.

Durante los siguientes casi tres años, hasta el 24 de junio de 1998, SOHO estuvo aportando la más valiosa información nunca obtenida del Sol, no solo por la continuidad de 24 horas diarias, sino también por su enorme calidad al no tener delante la distorsionante atmósfera terrestre, limitación inevitable de las observaciones desde la Tierra.

:: El Soho empieza a girar sobre uno de sus ejes

Debido a una serie de fallos en cadena, SOHO empezó a girar sobre uno de sus ejes de forma descontrolada. Los datos enviados por su antena salían en direcciones distintas a la de la Tierra y, por este mismo motivo, no recibía las instrucciones del centro de control

¿Y por qué hasta el 24 de junio de 1998? Porque en esa fecha sucedió algo terrible para los científicos de SOHO. Debido a una serie de fallos en cadena, SOHO empezó a girar sobre uno de sus ejes de forma descontrolada. Los datos enviados por su antena salían en direcciones distintas a la de la Tierra y, por este mismo motivo, no recibía las instrucciones del centro de control, sus paneles solares ya no apuntaban al Sol para la recarga continua de sus baterías, su energía se iba acabando y, a medida que pasaban las horas, la situación se hacía más peligrosa. Todo el esfuerzo realizado por los expertos para recuperar el control del satélite fueron en vano, SOHO se estaba apagando poco a poco sin poder evitarlo. Tres días más tarde se le dio definitivamente por perdido.

Comenzó entonces una misión casi imposible, recuperar el satélite. Primero había que localizarlo, un cubo de poco menos de cuatro metros de lado situado a un millón y medio de kilómetros de la Tierra. Si se conseguía, habría que intentar establecer contacto telemétrico con él para cargar las baterías lo suficiente como para empezar a descongelar los previsiblemente congelados tanques de hidracina (combustible de los motopropulsores). Si se tenía suficiente éxito en este proceso, habría que apuntar el satélite al Sol para completar la carga de las baterías y proceder al descongelamiento del resto de sistemas e instrumentos.

:: Red del Espacio Profundo

Los tres radares de la Red del Espacio Profundo (Madrid, Goldstone y Canberra) rastreaban constantemente la zona del espacio interestelar donde se suponía que debía de encontrarse el satélite; un poco más tarde se le unió el radiotelescopio gigante de Arecibo

A la sede de la NASA en Maryland (GSFC) empezaron a llegar los mejores expertos en tecnología espacial procedentes de varias partes del mundo para aunar los esfuerzos en esa difícil tarea. Al mismo tiempo, los tres radares de la Red del Espacio Profundo (Madrid, Goldstone y Canberra) rastreaban constantemente la zona del espacio interestelar donde se suponía que debía de encontrarse el satélite; un poco más tarde se le unió el radiotelescopio gigante de Arecibo. Durante tres largas semanas, la búsqueda resultó infructuosa, llenando de pesimismo y desesperación incluso a los científicos más optimistas.

El 23 de julio de 1998 sucedió lo que ya nadie esperaba. Las señales enviadas por el radiotelescopio de Arecibo encontraron un objeto cuyo eco fue recibido por la estación de Goldstone. Dicho objeto era del tamaño de SOHO y se encontraba en la zona donde se perdió. No había duda, SOHO había sido finalmente encontrado. De los datos de los radares se deducía que estaba girando a una vuelta por minuto sobre uno de sus ejes. Comenzó entonces un bombardeo de telecomandos al satélite para intentar establecer contacto con él, consiguiéndose dicho contacto telemétrico el 4 de agosto de 1998. El siguiente paso crucial era descongelar la hidracina para dar movilidad al satélite y apuntarlo al Sol. Esto se consiguió en un proceso muy lento, ya que al no estar los paneles solares apuntando directamente al Sol, la carga que adquirían las baterías era muy débil. Esta poca energía se empleaba en calentar un poco la hidracina y volver a cargar las baterías durante horas antes de proceder a un nuevo calentamiento. Este proceso duró un mes y medio y fue favorecido al comienzo de septiembre de 1998, al entrar en una posición de la órbita en la cual los paneles solares de SOHO empezaron a apuntar al Sol de forma más frontal.

El 16 de septiembre de 1998, finalmente SOHO pudo ser maniobrado y apuntó de nuevo al Sol, comenzando entonces al encendido y puesta a punto de los once instrumentos. A finales de octubre de 1998, SOHO estaba de nuevo operativo y, lo que es más sorprendente, los once instrumentos no habían sufrido daños después de su involuntaria hibernación de casi cuatro meses.

En el momento de escribir estas líneas, SOHO sigue allí arriba maravillando a los astrofísicos solares de todo el mundo, aportando una valiosísima información de nuestro astro rey, vigilando su evolución y su comportamiento diario. A SOHO todavía le quedan algunos años de vida útil y nuevos satélites, actualmente en proyecto, le tomarán el relevo.

:: Historia de Soho

En 2003 la ESA comunicó el fallo de uno de los motores necesarios para reorientar la antena hacia la tierra para transmitir los datos, lo que causa entre dos y tres semanas de bloqueo de datos cada tres meses

El Solar and Heliosferic Observatory (SOHO) es una sonda espacial lanzada el 2 de diciembre de 1995 para estudiar el sol, comenzando sus operaciones científicas en mayo de 1996. Es un proyecto conjunto entre la ESA y la NASA. Aunque originalmente se planeó como una misión de sólo dos años, SOHO continúa en funcionamiento. Actualmente es la fuente principal de datos del Sol en tiempo real tan necesarios para la predicción del tiempo espacial. Es una de las dos sondas (junto con el Advanced Composition Explorer) que se encuentran en la vecindad del punto L1, uno de los famosos Puntos de Lagrange.

Dicho punto se define como aquel en que la gravedad de la tierra contrarresta la del sol, por lo que una sonda en dicho lugar quedaría en equilibrio dinámico, por tanto la órbita será mucho más estable. Dicha estabilidad se consigue exactamente en el punto L1, pero en realidad SOHO orbita alrededor del punto L1 cada once meses, para favorecer las comunicaciones. En condiciones normales la sonda transmite continuamente a 200 Kbps de fotografías y otras medidas solares a través de la Red del Espacio Profundo (Deep Space Network). Los datos de actividad solar del SOHO se usan para predecir las llamaradas solares, que tan perjudiciales pueden resultar para los satélites.

En 2003 la ESA comunicó el fallo de uno de los motores necesarios para reorientar la antena hacia la tierra para transmitir los datos, lo que causa entre dos y tres semanas de bloqueo de datos cada tres meses. De todos modos, los científicos de la ESA y de la Red de espacio profundo (DSN) usan la antena de baja ganancia junto con las antenas más grandes de las estaciones terrestres del DSN para evitar la pérdida de ningún dato, solamente una ligera reducción del flujo de datos una vez cada tres meses.

:: Instrumentos

1. Global Oscillations at Low Frecuence (GOLF): mide variaciones de la velocidad en todo el disco solar para explorar el núcleo del sol.
2. Variability of Solar Irradance (VIRGO): mide oscilaciones y constantes en todo el disco solar, también para estudiar su núcleo.
3. Michelson Doppler Imager (MDI): mide el campo de velocidad y el magnético en la fotosfera, para estudiar la zona de convección, la cual forma la capa exterior del interior del Sol, y los campos magnéticos que controlan la estructura de la corona. Véase también Heliosismología.
4. Solar UV Measurement of Emitted radiation (SUMER): mide los flujos de plasma, temperatura y densidad de la corona.
5. Coronial Diagnostic Spectrometer (CDS): mide densidad, temperatura y flujos coronales.
6. Extreme UV Imaging Telescope (EIT): mide la estructura y actividad de la zona baja de la corona.
7. UV Coronagraph and Spectrometer (UVCS): mide densidades y temperaturas de la corona.
8. Solar Wind Anisotropies (SWAN): Usa un telescopio sensible a la longitud de onda característica del hidrógeno para medir el flujo másico del viento solar, mapear la densidad de la heliosfera y observar las estructura de las corrientes de viento solar a gran escala.
9. Charge, Element, Isotope Analysis (CELIAS): estudia la composición iónica del viento solar.
10. Suprathermal & Energetic Particle Analyser (COSTEP): Estudia la composición iónica y electrónica del viento solar.
11. Energetic Particle Analyser (ERNE): Estudia la composición iónica y electrónica del viento solar.

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