geologia: MISION NEW HORIZONS PLUTON

PLUTON

La misión New Horizons (' Nuevos Horizontes ') es una misión espacial no tripulada de la agencia espacial estadounidense (NASA) destinada a explorar Plutón, sus satélites y probablemente el cinturón de Kuiper. La sonda se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006 tras posponerse por mal tiempo la fecha original de lanzamiento. New Horizons viajó primero hacia Júpiter, donde llegó en febrero-marzo de 2007. A su paso por Júpiter aprovechó la asistencia gravitatoria del planeta para incrementar su velocidad relativa unos 4023,36 m/s (14 484 km/h). Llegó al punto más cercano a Plutón el 14 de julio de 2015, a las 11:49:04 UTC. Tras dejar atrás Plutón, la sonda probablemente sobrevuele uno o dos objetos del cinturón de Kuiper.

Después de las Voyager 1 y 2 es la sonda con mayor velocidad de lanzamiento desde la Tierra hasta el momento, alcanzando respecto al Sol una velocidad máxima de 15,1 km/s. (54 000 km/h aproximadamente).

ANTECEDENTES:

Esta sonda es la primera misión del proyecto de Nuevas Fronteras de la NASA; el costo total de la misión es del orden de 650 millones de dólares en un periodo de 15 años (2001 a 2016). La sonda que iba a realizar ese trabajo iba a ser la Pluto Express, pero fue cancelada en 2000 por problemas presupuestarios.

La sonda fue construida por el Instituto de Desarrollo Southwest (SwRI) y por el Laboratorio Johns Hopkins. Además de sus instrumentos científicos, la sonda lleva una colección de 434 738 nombres recopilados por el sitio web de la misión y guardados en un disco compacto, una pieza de la SpaceShipOne y una bandera de Estados Unidos,2 así como una moneda de 25 centavos de Florida y cenizas del descubridor de Plutón, el astrónomo Clyde Tombaugh.3

OBJETIVOS:

Los objetivos principales de la misión son la caracterización de la geología global y morfología del planeta enano Plutón y sus satélites, el estudio de la composición superficial de dichos cuerpos y la caracterización de la atmósfera de Plutón. Otros objetivos incluyen el estudio de la variabilidad en el tiempo de la superficie y atmósfera de Plutón, obtener imágenes de Plutón y Caronte en alta resolución, buscar satélites y anillos adicionales alrededor de Plutón, y posiblemente caracterizar uno o dos objetos del Cinturón de Kuiper.

LANZAMIENTO:

Su lanzamiento fue programado originalmente el 17 de enero de 2006 para permitir una inspección más exhaustiva de los propulsores de queroseno del cohete Atlas, y por retrasos menores el lanzamiento se trasladó al 19 de enero de 2006 despegando desde la Base de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral.

Para su lanzamiento fue usado un cohete Atlas V, con una tercera etapa para aumentar su velocidad de escape, dándole al cohete un empuje total de 9 MN y una masa total de 726 000 kg. 5 Se usó un propulsor de segunda etapa Centauro el cual envió a la sonda fuera de la órbita de la Tierra; la nave tardó nueve horas en llegar a la Luna y obtuvo impulso orbital en menos de 24 horas.

La ventana de lanzamiento en enero de 2006 le permitió alcanzar Júpiter el 28 de febrero de 2007 y ganar más empuje orbital, el cual le dará una trayectoria directa a Plutón ahorrando entre 2 y 4 años en llegar a su destino. La sonda tiene el récord de ser la segunda nave más rápida lanzada desde la Tierra, ya que hasta el momento la más rápida era la sonda Voyager 1 que viaja a una velocidad de 17 145 m/s (61 722 km/h) relativa al Sol.

INSTRUMENTOS:

Instrumentos de la sonda New Horizons

Los instrumentos en la sonda están diseñados para que en el breve paso sobre Plutón y Caronte se obtenga la mayor información posible, como por ejemplo la composición y comportamiento de la atmósfera, la forma en que el viento solar interactúa con la misma, los elementos geográficos.

SUS CARACTERISTICAS TÉCNICAS:

La nave fue construida en aluminio, con forma de triángulo, con 0.70 m de alto, 2.1 m de largo y 2.7 m de ancho, y pesaba en el lanzamiento 478 kg, 77 kg de los cuales corresponden al combustible y 30 kg a los instrumentos científicos. Cuando llegó a Plutón pesó sólo 445 kg. Posee una antena parabólica de alta ganancia de 2.1 m de diámetro, montada en la parte superior del triángulo. El triángulo contiene los equipos electrónicos, cableado y los sistemas de propulsión. En el centro del triángulo hay un adaptador de separación. En la punta del mismo, está montado el generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG, por sus siglas en inglés) para reducir la interferencia con los equipos. No hay baterías a bordo, por lo que toda la electricidad es producida por el RTG con pastillas de plutonio-238, recubiertas con iridio y envueltas en grafito. Los RTG generan 240 W de 30 V en el lanzamiento, y se reducirá a 200 W a la llegada a Plutón. El control de temperatura se consigue con pintura negra térmica, mantas térmicas, el calor que produce la RTG, radiadores, persianas y calentadores eléctricos.

La nave es de 3 ejes estabilizados, usando como propulsión un tanque de hidracina hecho de titanio con 77 kg de propelente montado en el centro del triángulo que la impulsa a una velocidad de 290 m/s (1 044 km/h). El tanque impulsa 16 motores de hidracina: 4 de 4,4 N de empuje para correcciones de trayectoria y doce de 0,9 N, usados para correcciones de actitud y otras maniobras. En cuanto a la navegación y la orientación de la sonda, la actitud se determina usando 2 cámaras de seguimiento de estrellas (Star Trackers) con sensores CCD y un catálogo de estrellas. También se usa una doble unidad de medición inercial (MIMU) conteniendo cada una 3 giroscopios y 3 acelerómetros que mantienen estable el vehículo espacial. La nave es controlada mediante 4 ordenadores: un sistema de comandos, gestión de datos, orientación, y el procesador. El procesador es un Mongoose-V de 12 MHz (una versión mejorada y preparada para soportar la radiación del MIPS R3000). También se usan relojes de tiempo, además de software. Estos equipos se encuentran en un IEM (Integrated Electronics Module); hay dos de ellos. Los datos se registran en 2 grabadoras de estado sólido de baja potencia con capacidad de 8 Gb cada una.

COMUNICACIONES:

Las comunicaciones con la Tierra se realizan por medio de la banda X. Cuanto mayor sea la distancia, menor será el caudal de comunicación. Por ejemplo, estaba previsto que desde Júpiter, la velocidad de comunicación sea de 38 kilobit por segundo. Sin embargo, desde la distancia de Plutón, mucho mayor, está previsto que el caudal de comunicación sea de tan sólo de 600 a 1200 bits por segundo.8

Esta baja velocidad significa que para enviar las fotografías de Plutón se tardará mucho tiempo, y habrá que esperar varios meses hasta tenerlas todas (se prevén 9 meses de espera). Por ejemplo, para el envío de una fotografía, a la velocidad de 1000 bit/s, aproximadamente se tardará 12 horas continuas. La cantidad aproximada de datos en fotografías de Plutón y Caronte se estima en 10 GB, y son previstos 9 meses en total debido a que no existe la capacidad de recepción de datos en forma permanente, pues las antenas de recepción (red DSN) deben ocuparse también de muchas otras sondas espaciales.

Para las comunicaciones, la sonda cuenta con 2 transmisores y 2 receptores, también se usan 2 amplificadores de 12 W. La nave usa la antena parabólica de 2,1 m de diámetro de 48 dB y una antena de baja ganancia para comunicaciones de emergencia.

IMÁGENES DEL PLANETA:

NH el 14 de marzo de 2007

NH el 28 de enero de 2010.

NH el 1 de enero de 2011.

NH el 1 de septiembre de 2012.

NH el 1 de enero de 2013.

NH el 8 de diciembre de 2014.

Las primeras imágenes de Plutón hechas por la sonda fueron tomadas entre el 21 al 24 de septiembre de 2006, para probar el instrumento de Reconocimiento de Imágenes de Largo Alcance (LORRI) y fueron dadas a conocer por la NASA en noviembre de 2006.10 Fueron tomadas a una distancia de 4 200 millones de kilómetros de distancia; con esto quedó probado con éxito la habilidad de la sonda para rastrear objetos a una gran distancia.

New Horizons deberá pasar a menos de 10 000 km cuando llegue a Plutón; actualmente tiene una velocidad relativa de 13,78 km/s y deberá acercarse a 27 000 km al encontrarse a Caronte.

En julio de 2013 la sonda envió las primeras imágenes en las que se pueden distinguir como cuerpos separados a Plutón y a su satélite más grande, Caronte.

FECHAS CLAVES:

· 11 de enero de 2006: comienzan las labores de prelanzamiento en Cabo Cañaveral. Lanzamiento retrasado para realizar más pruebas.

· 16 de enero de 2006: montaje del cohete Atlas V en la torre de lanzamiento.

· 17 de enero de 2006: retrasado el primer lanzamiento debido a las malas condiciones atmosféricas.

· 18 de enero de 2006: retrasado el segundo intento de lanzamiento por una pérdida de electricidad en los laboratorios de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.

· 19 de enero de 2006: lanzamiento exitoso a las 14:00 (hora local, 19:00 UTC) tras un breve retraso debido a la nubosidad presente.

· 19 de enero de 2006: tras solo nueve horas de viaje, la nave traspasa la órbita de la Luna y adquiere su primer impulso orbital que lo encamina hacia Júpiter al cual debe llegar un año después.

· 7 de abril de 2006: La sonda atraviesa la órbita de Marte.

· 24 de agosto de 2006: Plutón pasa a ser considerado un planeta enano.

· 8 de enero de 2007: inicio del acercamiento a Júpiter.

· 10 de enero de 2007: observaciones de la luna joviana Calírroe.

· 28 de febrero de 2007: sobrevuelo de Júpiter, ocurrido hacia las 05:43:40 UTC a 2 305 000 km de distancia, con el objeto de alcanzar la velocidad de 21,219 km/s(76 388 km/h).

· 5 de marzo de 2007: finaliza la fase de encuentro con Júpiter.

· 8 de junio de 2008: en estado de hibernación electrónica, la nave llegó a una distancia de 10,06 unidades astronómicas (aproximadamente 1500 millones) de km del Sol, cruzando la órbita de Saturno, después del último paso, hace casi 27 años, realizado por la Voyager 2.

· 25 de febrero de 2010: New Horizons atravesó el punto medio de distancia en su camino entre la Tierra y Plutón.

· 17 de octubre de 2010: la nave llega a la mitad de su tiempo de vuelo a Plutón.

· 18 de marzo de 2011: New Horizons cruzó la órbita de Urano.

· 24 de agosto de 2014: New Horizons cruzó la órbita de Neptuno; exactamente 25 años después de que la Voyager 2 sobrevolara a este gigante gaseoso.

· Marzo de 2015 comenzaron las observaciones iniciales de Plutón y continúan las observaciones hasta la máxima aproximación.

· 3 de julio de 2015, se publican imágenes con detalles de la superficie de Plutón, en las que se muestran dos caras diferenciadas.

· 4 de julio de 2015: sufre una anomalía que forzó a una transición a modo seguro.

· 7 de julio de 2015, la sonda recuperó la operatividad científica y su rumbo a Plutón.

· 14 de julio de 2015, martes, a las 07:49 EDT, hora del este de los Estados Unidos 11:49 UTC : Máxima aproximación a 12 450 km de Plutón y posterior sobrevuelo de Caronte.

· 1 de enero de 2019, sobrevuelo del objeto transneptuniano 2014 MU69.

CUANDO QUEDARON SATISFECHOS LOS CIENTÍFICOS

Su asombro está a la par del resto de la comunidad científica que, gracias a la sonda New Horizons de la NASA que sobrevoló Plutón el 14 de julio, pudo ver por primera vez imágenes del planeta en alta resolución.

La variada y dinámica geografía que revelan estas imágenes cambia la perspectiva sobre este cuerpo celeste desde que fuera descubierto hace 85 años.

Pero también, estos datos pueden aportar claves sobre cómo se forman los planetas e incluso sobre los orígenes de algunos de los bloques fundacionales de la vida.

La tensión en la sala de control hace unas horas era palpable. Durante los últimos minutos todos los empleados de la NASA en el laboratorio John Hopkins de Maryland, no solo los responsables, se encontraban mirando con ansiedad la misma pantalla. En ella, además de un bonito modelo en tres dimensiones de la sonda, se podían leer montones de indicadores en verde o rojo. Todos esperaban una señal en particular. Tras 21 horas de espera, de repente, surgió por fin: "LOCKED". Así lo anunciaba la NASA mediante su cuenta de Twitter. La sonda estaba sana y salva, transmitiendo datos. Una vez superada esta temida barrera, y con la satisfacción bullendo por el cuerpo, es hora de dar el siguiente paso y proseguir con la misión New Horizons.

PLUTON MAS PEQUEÑO QUE NUESTRA LUNA

Tras una espera de nueve años y medio, una de las misiones más ambiciosas de la exploración espacial cumplió su objetivo.

Este martes, a las 11.49 GMT, la sonda New Horizons de la NASA se convirtió en la primera en visitar Plutón, un pequeño y misterioso mundo helado que hasta hace unos pocos años era considerado el noveno planeta.

Y lo hizo en vuelo rasante -si tenemos en cuenta las distancias siderales- a una velocidad de 14 kilómetros por segundo.