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Saturno menos desconocido
Escribe GREGORIO RODRIGUEZ PASERO El pasado 11 de Noviembre se iniciaba, con su aproximación al misterioso Titán, un período de 48 horas de intensa actividad para los computadores e instrumentos científicos a bordo del vehículo espacial Viajero I. La llegada del Viajero 1 al sistema planetario de Saturno culminaba un largo viaje iniciado el S de Septiembre de 1977, fecha dellanzamiento al espacio del Viajero I. La comunicación entre el Viajero y los centros de control de la misión es realizada a través de la red DSN. La red DSN (Deep Space Network) tiene como misión fundamental la exploración científica del sistema planetario. Esta red forma parte de la red general de adquisición de datos y seguimiento de vehículos espaciales de la NASA y opera bajo la dirección técnica de JPL (Jet Propulsion Laboratory). La red consta de tres agrupaciones de estaciones de seguimiento situadas, aproximadamente, a 120 grados de separación en longitud, de esta forma un vehículo espacial puede estar siempre bajo control de una estación de seguimiento. Las estaciones se encuentran situadas en California (Estados Unidos), Camberra (Australia) y Madrid. La información recibida del vehículo espacial es enviada a través de líneas comerciales de transmisión de datos al centro de control que forma parte de las instalaciones de JPL en Pasadena (California). El conjunto de estaciones de seguimiento DSN de Madrid fue construido y funciona según los acuerdos bilaterales de coopera ción científica firmados entre los Estados Unidos de América y España. La operación y mantenimiento de las instalaciones es realizada por ingenieros y técnicos españoles dependientes del INT A (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) órgano tecnológico de la C.O.NJ.E. (Comisión Nacional para la Investigación Espacial). EST ACIONES DE SEGUIMIENTO ESPACIAL DE MADRID El conjunto de estaciones de Madrid (típico de la red) está formado por tres antenas parabólicas tipo "cassegrain", una de 64 metros y otra de 34 metros de diámetro situadas ambas en el término de Robledo de Chavela (Madrid) y una tercera de 26 metros de diámetro situada en el término de Cebreros (Avila). Estas antenas son capaces de orientarse hacia cualquier punto del espacio con una precisión de milésimas de grado. Las antenas de 64 y 34 metros pueden recibir señales en las bandas S (frecuencia central 2295 MHZ) y X (frecuencia central 8445 MHZ), la antena de 26 metros sólo tiene capacidad de recepción de banda S. La primera etapa de amplificación de estas estaciones es un amplificador tipo MASER en el cual la unidad amplificadora está sumergida en helio líquido a 40 K (-2690 C). Gracias a estos amplificadores la temperatura de ruido del sistema llega a ser en algunas configuraciones de tan solo 180 K, esta baja temperatura de sistema es fundamental para poder detectar las débiles señales recibidas de los vehículos espaciales. Todas las antenas pueden transmitir hacia el vehículo espacial en banda S (frecuencia central 2115 MHZ) con una potencia máxima de 100 KW en onda contínua en la antena de 64 metros. Tres son los tipos fundamentales de información procesados en una estación de seguimiento de vehículos espaciales: Seguimiento, Telemando y Telemedida. SEGUIMIENTO Con este tipo de información se calcula con enorme precisión la posición, velocidad y trayectoria del vehículo espacial. Para ello se utilizan patrones de frecuencia de alta precisión como por ejemplo el patrón principal de la instalación, un MASER de hidrógeno que puede introducir como máximo un error de 1 microsegundo en tres años. Esta información se obtiene de la medida del efecto doppler en la frecuencia de la señal recibida así como de la determinación de la distancia (ranging) mediante detección de códigos especialmente transmitidos al vehículo espacial. TELEMANDO Este tipo de información consiste en la transmisión al vehículo espacial de órdenes de control. Estas órdenes controlan el funcionamiento tanto de los instrumentos científicos a bordo del vehículo como de los sistemas de control y funcionamiento del propio vehículo. Estas órdenes pueden ser ejecutadas inmediatamente después de ser recibidas y decodificadas o bien almacenadas en el computador de a bordo para ser ejecutadas posteriormente en el momento indicado por la propia señal de control. TELEMEDIDA Toda información recogida por la instrumentación a bordo del vehículo espacial, tanto la obtenida de los instrumentos científicos como la procedente de la instrumentación que verifica el adecuado funcionamiento del propio vehículo, es digitalizada y en algunos casos codificada con códigos correctores de errores. Esta información digitalizada modula en fase a la señal transmitida por el vehículo espacial y una vez recibida en la estación terrestre es preparada para su transmisión al centro de controlo bien registrada en cintas magnéticas para su posterior transmisión. MISION VIAJERO La misión Viajero tiene como objetivo la exploración de J úpiter y Saturno incluyendo sus satélites así como el medio interplanetario existente entre la Tierra y Saturno. Dos son los vehículos espaciales que intervienen en la misión denominados Viajero 1 y Viajero II, utilizando este segundo vehículo el impulso gravitacional de Saturno para modificar su trayect~ria y llegar a Urano en Enero de 1986. de la Tierra que el envío de una señal de control para corregir una avería en el funcionamiento del vehículo llevaría más de una hora a la distancia a la que se encuentra Saturno. Los vehículos espaciales Viajero son los más sofisticados, automáticos e independientes de todos los vehículos espaciales utilizados para la investigación del sistema planetario. Esta independencia es fundamen tal para la seguridad de la misión ya que los planetas exteriores están tan ale.iados Cada vehículo Viajero lleva instrumentación para realizar once investigaciones científicas diferentes. En una plataforma del vehículo espacial van instalados los siguientes instrumentos: cámaras de T.V. de alta resolución, fotopolarímetro, detectores de plasma y rayos cósmicos, radiómetro y espectfometro de infrarrojos, espectrómetro de ultravioletas y un detector de partículas cargadas de baja energía. También llevan magnetómetros instalados ,en el extremo de un brazo extensible. El teleobjetivo de la cámara de T.V. también se utiliza para incrementar la precisión de la navegación, calculando la trayectoria en las proximidades de los planetas mediante la observación de fotografías de los satélites comparándolas contra un fondo de estrellas fijas cuya posición . es perfectamente conocido. 11 Las comunicaciones del Viajero I~ con la Tierra se r:eaHzan a través [il de una antena parabólica de 3,7 I metros de diámetro, disponiendo I de una antena más pequeña de baja I ganancia como reserva. La potencia del transmisor es de solamen te 23 watios. La información puede ser transmitida a la Tierra directamente o bien almacenada en un registrador magnético digital para su posterior transmisión, este registrador tiene capacidad para almacenar 500 millones de bits, suficiente para unas 100 fotografías. La energía necesaria para el funcionamiento de la instrumentación es proporcionada por generadores termoeléctricos de radioíSótopos. Estos generadores utilizan óxido de plutonio radioactivo.Amedida que el óxido de plutonio se degrada, disipa una gran cantidad de calor que es convertido en electricidad, proporcionando una potencia nominal de 450 watios cuando el Viajero fue enviado al espacio. Para mantener la orientación del vehículo espacial así como para efectuar correcciones de trayectoria se usan unos pequeños cohetes que utilizan la hidracina como combustible. La independencia y automatismo del Viajero están basadas en los tres computadores con los que va equipado. Estos tres computadores interconectados entre sí tienen las siguientes misiones: a) Reaccionar de forma automática a cualquier anomalía en el funcionamiento del vehículo, tomando las decisiones adecuadas ANTENA DE RADIO ASTRONOMIA PLANETARIA se ha efectuado correctamente y en caso contrario adopta las medidas de seguridad requeridas en cada caso. c) Controlar la ejecución de las instrucciones de funcionamientos de los instrumentos científicos, así como los formatos de envío de información a las estaciones terrestres. Estas instrucciones almacenadas en uno de los tres computadores son recibidas en bloques de comandos enviados periódicamente desde las estaciones de seguimiento. para corregida de acuerdo con el programa almacenado en uno de los computadores. b) Ejecutar las instrucciones recibidas que hacen maniobrar el vehículo tanto para efectuar correcciones de trayectoria como para posicionarle de acuerdo con los experimentos en proceso. También verifica que la maniobra PLASMA TV TELEOBJETIVO ELECTRONICA DE LAS CAMARAS DE TV ESPECTROMETRO DE RAYOS UL TRAVIOLETAS ESPECTROMETRO Y RADIOMENTRO DE INFRARROJOS PARTICU LAS CARGADAS DE BAJA ENERGIA PANEL DE CALlBRACION DE INSTRUMENTOS CIENTIFICOS ENCUENTRO CON SA TURNO Elll de Noviembre el Viajero 1 pasaba a una distancia inferior a los 4.000 Km. de la superficie de Titán, principal satélite de Saturno. El 12 de Noviembre la nave controlada por sus computadores iniciaba la complicada maniobra de aproximación a Saturno pasando dos veces muy cerca de la zona exterior de los anillos, a una distancia de 124.240 Km. de las,nubes del planeta y alcanzando en la aproximación, debido al impulso gravitacional del planeta, una velocidad de 91.000 Km/h. Aunque el estudio detallado de toda la información recibida llevara meses de intensivo análisis, algunos de los detalles más importantes pueden resumirse de la siguiente forma: SATURNO La apariencia básica de Saturno es muy similar a la de Júpiter, con alternancia de cinturones claros y oscuros, tormentas en movimiento y mareas en las nubes aunque todas estas características se encuentran muy difuminadas por una gruesa capa de neblina situada por encima de las nubes visibles. Los vientos en la superficie de las nubes alcanzan velocidades de hasta 2.000 Km. por hora variando" la temperatura entre 860 K (-187 C)(-181°C) dando la zona ecuatorial las temperaturas inferiores. Auroras y rayos son fenómenos observados en Saturno al igual que 10 fueron en Júpiter. La rotación de Saturno tiene un periodo de 10 horas 39 minutos y 26 segundos. ANILLOS Los anillos de Saturno A, B Y C considerados como los clásicos están formados por centenares de pequeños anillos. El anillo F descubierto por la nave PN-ll está formado por tres anillos aparentemente entrelazados entre sí. El tamaño de las partículas que forman los anillos varía desde partículas inferiores a VI .000 de milímetro hasta partículas 1 metro de diámetro. NUEVOS SA TELITES Los seis nuevos satélites de Saturno denominados S-lO, S-l1, S-12, S-13, S-14 y S-15 han sido investi 12-BIT gados por la nave Viajero I. ~olamente los dos primeros tienen magnitud suficiente para determinar su tamaño siendo sus diámetros aproximados 200 Km. para el S-lO y 135 Km. para el S-ll. Los límites interior y exterior del anillo F están controlados por los satélites S-13 y S-14 y de igual forma el satélite S-l S controla el límite exterior del anillo A. . MIMAS, ENCELADUS, TETHYS, DIONE, RHEA . Estos cinco satélites p~esentan una forma aproximadamente esférica y están compuestos principalmente de hielo y rocas. Con la excepción de Enceladus todos ellos presentan su superficie densamente poblada de cráteres. Se especula con la hipótesis de que Enceladus sea una fuente de materia que proporciona la materia para las partículas que forman el anillo E. TIT AN Es el único satélite de nuestro sistema solar del que se sabe que posee atmósfera. Su diámetro no ha sido todavía determinado con precisión pero es inferior a 5.120 Km. con una densidad doble que la del hielo. Su superficie no es visible ya que esta cubierta por una densa capa de nubes con un espesor mínimo de 280 Km. La atmósfera de Titán contiene metano, etano, hidrógeno, etileno y acetileno pero el componente más importante es el nitrógeno, el elemento principal de la atmósfera de la Tierra. Se especula con la posible existencia de lagos de nitrógeno líquido en los polos de Titán..
30 oct 2015