LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

  MISION: OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security-Regolith Explorer)

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Jose Oliver ENCICLOPEDIA DE LA ASTRONAUTICA  
 
OSIRIS-REx, TRAERA POLVO DE BENNU (DESARROLLO DE LA MISION)

 

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8 de septiembre de 2017, hoy se cumple un año del lanzamiento de la nave OSIRIS-REx y coincide que estamos a tan solo 14 días de su paso sobre la atmósfera terrestre para proceder a una asistencia gravitacional. La JPL (Jet Propulsion Laboratory) ha propuesto a astrónomos profesionales y amateurs que enfoquen sus instrumentos hacia la nave con el fin de conseguir imágenes de su acercamiento. Los primeros que lo han hecho han sido los de Arizona, cuando el 2 de este mes consiguieron observar al vehículo cuando se encontraba a 12 millones de kilómetros de la Tierra.

El Large Binocular Telescope es un par de espejos de 8,4 metros montados uno al lado del otro en el mismo soporte, que pueden trabajar juntos para proporcionar una resolución equivalente a un telescopio de 22,7 metros. El telescopio típicamente conduce imágenes de objetos más distantes pero aprovechó esta oportunidad para buscar a OSIRIS-REx con un par de cámaras de campo ancho (una por espejo) a medida que la nave espacial se acerca a la Tierra para su asistencia por gravedad. Este encuentro cambiará la trayectoria de la nave espacial y lo pondrá en marcha para encontrarse con el asteroide Bennu, donde recogerá una muestra de material superficial y lo devolverá a la Tierra para su estudio en 2023. El Observatorio del Telescopio Binocular Grande tiene su sede en el campus de Tucson del Universidad de Arizona.

 

31 de agosto de 2017, a medida que se acerca el momento de la asistencia gravitacional terrestre a la nave OSIRIS-REx se van conociendo más detalles de la operación.

El próximo 22 de septiembre el vehículo llegará a la Tierra con una velocidad de 30.577 km/h y a una altura de 16.000 kilómetros, entrando sobre Australia y llegando al punto de menor distancia en la Antártida exactamente sobre el Cabo de Hornos.

Durante una hora aproximadamente OSIRIS-REx estará fuera del alcance de las comunicaciones con la DSN (Deep Space Network), será después de 50 minutos del punto más cercano cuando se restablezcan los datos telemétricos. Cuatro horas después de toda esa operación OSIRIS-REx activará sus instrumentos para estudiar la Tierra y la Luna, de esta manera puede calibrar sus dispositivos científicos. Unas pocas semanas después de abandonar el entorno terrestre se tiene prevista una posible TCM (Corrección de Trayectoria), siempre y cuando fuera necesario, para ajustar la trayectoria del navío.

A finales de junio de 2018, el equipo llevará a cabo otra maniobra en el espacio profundo para afinar más a la cita con Bennu. Luego, a partir de octubre de 2018, se ejecutará una serie de correcciones de aproximación, para ralentizar la nave espacial con respecto al asteroide. A finales de 2018 OSIRIS-REx se encontrará con Bennu, que con 500 metros de diámetro es el objeto del Sistema Solar más pequeño que habrá estudiado la NASA. 

 

27 de agosto de 2017, la nave espacial de la NASA OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security-Regolith Explorer) está a punto de completar un año en órbita solar, por lo tanto está a punto de encontrar con la Tierra de nuevo, lo cual significa que todo tiene que estar listo para proceder a esa asistencia gravitacional que le lleve al asteroide Bennu, esto se ha de producir el 22 de septiembre.

Para conseguir este paso sobre nuestro planeta, los ingenieros de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) programaron una leve corrección de trayectoria el pasado día 23 de agosto. Esta maniobra de corrección de la trayectoria fue la primera en utilizar el sistema de control de altitud de la nave espacial o ACS, los propulsores actuaron en una secuencia turn-burn-turn. En este tipo de secuencia, las ruedas de impulso de OSIRIS-REx giran la nave espacial para apuntar los propulsores de ACS hacia la dirección deseada para la ignición, y los propulsores son disparados. Después de la ignición, las ruedas de momento giran la nave espacial de nuevo a su orientación anterior. El empuje total se controla mediante un acelerómetro integrado que detendrá la maniobra una vez que se alcance el empuje deseado.

La maniobra anteriormente descrita tuvo una duración de 1 minuto y 17 segundos. Los datos de seguimiento preliminares indican que la maniobra tuvo éxito, cambiando la velocidad de la nave espacial en 47.9 cm/s, utilizando aproximadamente 0,46 kilogramos de combustible.

Los cambios de alta precisión en velocidad y dirección, serán críticos cuando la nave espacial OSIRIS-REx opere cerca de Bennu. Debido a que Bennu es tan pequeño, tiene un campo de gravedad débil. Por lo tanto, sólo requerirá pequeños cambios en la velocidad para realizar muchas de las maniobras planeadas para explorar y estudiar el asteroide.

En estos momento OSIRIS-REx se encuentra a una distancia de la Tierra de 16 millones de kilómetros.

 

25 de marzo de 2017, durante una búsqueda de casi dos semanas, el equipo de la misión OSIRIS-REx activó la cámara de imágenes MapCam de la nave espacial y escaneó parte del espacio circundante para evitar los asteroides Troyanos, objetos que los científicos creen pueden existir en una de las regiones estables que coorbitan el Sol con la Tierra. Aunque no se descubrieron Troyanos Terrestres, la cámara de la nave espacial funcionó perfectamente y demostró que podía observar objetos de dos magnitudes más oscuras de lo que se esperaba originalmente.

La trayectoria del asteroide 12 Victoria, pudo observarse por la nave espacial OSIRIS-REx el 11 de febrero. Su cámara obtuvo cinco imágenes que fueron recortadas y centradas en Victoria. Las imágenes se tomaron aproximadamente 51 minutos de separación entre una y otra y la exposición fue de 10 segundos.

También, y aprovechando su situación en la órbita solar, OSIRIS-REx logró enfocar de nuevo a Júpiter captando una fotografía de mejor resolución que la obtenida hace unas semanas.

 

14 de febrero de 2017, para investigar la presencia de asteroides troyanos en la órbita de la Tierra, los técnicos de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) debieron calibrar el instrumento MapCam de la OSIRIS-REx, para ello enfocaron esa cámara hacia la posición donde se encontraba Júpiter, por lo que pudieron realizar una imagen de esa zona del Sistema Solar.

El pasado 9 de febrero OSIRIS-REx consiguió una imagen de Júpiter y tres de sus cuatro lunas principales, Callisto a la izquierda y Europa e Io a la derecha, Ganimedes esta justo en frente de Júpiter, por lo que es imposible visualizarlo. La fotografía fue tomada a una distancia de 675 millones de kilómetros de Júpiter y a 120 millones de kilómetros de la Tierra.

 

17 de enero de 2017, desde el pasado día 28 de enero de 2016 he estado pendiente de poder escribir lo siguiente, pero es que desde el centro de seguimiento de la nave OSIRIS-REx no se habían publicados los datos concretos de la primera gran TCM (Corrección de Trayectoria), más exactamente una DSM (Deep Space Maneuver). Hoy se disponen los parámetros conseguidos por el ingenio, en los mismos se dice que los motores principales de la nave consumieron 354 kilogramos de combustible consiguiendo un cambio de velocidad de 431 m/s. Era lo esperado, por lo tanto OSIRIS-REx está en el correcto camino hacia su “fly-by” terrestre para el mes de septiembre de este año 2017.

Para mañana está programada un pequeña corrección de trayectoria, para el ajuste fino de la órbita solar donde se encuentra. 

 

13 de diciembre de 2016, todos sabemos que la misión de OSIRIS-REx es la de aproximarse a una asteroide y traer a la Tierra nuestra de su superficie, pero el viaje es largo y los ingenieros de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) le han buscado un pequeño trabajo, para que no se “aburra”.

Efectivamente, entre el 9 y 20 de febrero de 2017 OSIRIS-REx activará sus cámaras en busca de asteroides troyanos que pudieran afectar a la integridad de nuestro planeta. Los troyanos terrestres son asteroides que comparten una órbita con la Tierra mientras permanecen cerca de un punto estable 60 grados delante o detrás del planeta.

Hay seis planetas en nuestro Sistema Solar con conocidos asteroides troyanos: Júpiter, Neptuno, Marte, Venus, Urano y, sí, incluso la Tierra. El troyano de la Tierra es elusivo; Hasta la fecha, los científicos sólo han descubierto un asteroide troyano de la Tierra, el 2010 TK7, encontrado por el proyecto NEOWISE de la NASA en 2010. Sin embargo, hay más de 6.000 troyanos conocidos que co-orbitan entre el Sol y el gigante de gas, Júpiter.

Los científicos predicen que debería haber más troyanos, que comparten la órbita de la Tierra, pero estos asteroides son difíciles de detectar desde la Tierra porque aparecen cerca del Sol desde nuestro punto de vista. A mediados de febrero de 2017, sin embargo, la nave espacial OSIRIS-REx se posicionará en un lugar ideal para llevar a cabo una encuesta.

Durante más de 12 días, para esa búsqueda de asteroides troyanos terrestres de OSIRIS-REx empleará la cámara de imágenes MapCam de la nave espacial escaneando metódicamente el espacio donde se espera que existan esos troyanos. Muchas de estas observaciones se parecen mucho a las actividades planificadas de MapCam durante su próxima búsqueda de satélites del asteroide Bennu, por lo que la búsqueda de troyanos de asteroides sirve como un ensayo temprano para las operaciones científicas primarias de la misión.

 

14 de noviembre de 2016, vaya por delante que todos los sistemas de la nave OSIRIS-REx están funcionando a la perfección, pero lo técnicos de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) se han percatado de un leve problema, un detalle que tendrán que tenerlo en cuenta cuando el navío se aproxime al asteroide Bennu.

En las pasadas semanas se procedió a la activación de los instrumentos y a la calibración de los mismos, cuando le llegó el turno a OTES (OSIRIS-REx Thermal Emission Spectrometer) y a PolyCam se dieron cuenta que según la posición del vehículo respecto al Sol se producía un reflejo que incidía sobre los diafragmas de estos instrumentos. Sin ser importante, los ingenieros deberán tener en cuanta este fenómeno en el momento de estudiar Bennu, es decir, la posición del ingenio respecto al Sol tendrá que ser calculada, para que los reflejos no interfieran en las observaciones fotográficas y espectrométricas.

 

7 de octubre de 2016, por lo que voy a relatar, podemos decir que el comportamiento del cohete portador de OSIRIS-REx, el Atlas 5-411, fue espectacular, mucho más de lo esperado el pasado día 8 de septiembre.

Hoy estaba prevista hacer una TCM (Corrección de Trayectoria), la #1 de la misión de este vehículo, pero los técnicos de JPL (Jet Propulsion Laboratory) la creían totalmente innecesaria, pues el navío estaba en el camino perfecto para su cita con la Tierra del año próximo. De todas formas, y para comprobar el funcionamiento del sistema de propulsión, al final se decidió encender los motores para un ajuste fino. Según el plan de vuelo, se esperaba que esa primera ignición tuviera un consumo de 11 kilogramos de combustible que debiera provocar un cambio en la velocidad de 11.6 m/s. Pues bien, para rizar el rizo, y colocar a la nave en una trayectoria exacta, solo han sido necesarios 12 segundos de encendido, un consumo de fuel de 500 gramos y un cambio de velocidad de ¡¡ 0.5 m/s  !!. Una segunda TCM está programada para diciembre, la cual será de mayor envergadura que la recién realizada, en estos momentos OSIRIS-REx se encuentra a una distancia de 14.5 millones de kilómetros de la Tierra.

La nave Osiris-Rex tiene cuatro diferentes tipos de propulsores, que proporcionan redundancia considerable en su capacidad de maniobra en el camino hacia la superficie de Bennu. Osiris-Rex comenzó a usar su Sistema de Control de Posición (ACS) poco después del lanzamiento para mantener la nave espacial orientado, de manera que sus paneles solares apuntaran hacia el sol y sus antenas de comunicación hacia la Tierra. Hoy fue el primer uso de su mayor maniobra de corrección de trayectoria (TCM) propulsores. En diciembre de Osiris-Rex va a utilizar sus propulsores más grandes, el motor principal (ME), para orientar la nave espacial en dirección a la asistencia gravitatoria sobre la Tierra prevista para el 22 de septiembre de 2017.

 

2 de octubre de 2016, siguiendo con las pruebas que los distintos instrumentos de OSIRIS-REx funcionan a la perfección, la JPL (Jet Propulsion Laboratory) ha difundido está imagen procedente de la llamada StowCam, es decir los dispositivos de fotografías que están instalados en el brazo robotizado que ha de tomar muestras de Bennu.

En la imagen en cuestión se aprecia la cápsula de recuperación, la SRC (Sample Return Capsule), que en el año 2023 deberá devolver a la Tierra muestras del asteroide. Cuando se hizo la fotografía el ingenio estaba a 6.17 millones de kilómetros de la Tierra y viajaba con una velocidad de 30 Km/s.

 

26 de septiembre de 2016, como se había adelantado, durante los últimos días los ingenieros de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) han ido activando los distintos instrumentos de la OSIRIS-REx, entre todos ha destacado el sistema de visión OCAMS (Camera Suite OSIRIS-REx), donde se han hecho calibraciones del firmamento tal y como lo ve el ingenio.

El pasado 19 de septiembre las cámaras enfocaron un campo de estrellas en Tauro al norte de la constelación de Orion, en primer lugar la denominada MapCam, de amplio rango y en color, posteriormente actuó la PolyCam, con capacidad de hacer Zoom y que será de vital importancia cuando se llegue a Bennu.

Todos los demás instrumentos fueron respondiendo a satisfacción durante los días restantes. El resultado de esas calibraciones se remitieron a la Tierra mediante la antena de baja ganancia a razón de 40 Kbs.

 

15 de septiembre de 2016, después de una semana de vuelo, las condiciones técnicas de la nave OSIRIS-REx son excelentes. Hoy el ingenio se encontraba a 3.2 millones de kilómetros de la Tierra,  y su velocidad respecto a nuestro planeta es de 19.800 Km/h. En tan solo 18.5 horas, el vehículo cruzó la órbita de la Luna que se encontraba a 386.500 kilómetros.

Esta es la primera imagen del sensor estelar remitida al control central el pasado 12 de septiembre, sirve para que el ordenador central de OSIRIS-REx compare está fotografía con un banco de datos estelares y sepa exactamente si su trayectoria es precisa.

La semana que viene, los ingenieros de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) irán activando los diferentes instrumentos, para efectuar un chequeo completo de su estado.

 

8 de septiembre de 2016, a la hora prevista de las 23:05 GMT(Greenwich Mean Time), los motores del portador Atlas 5, versión 411, se ponían en ignición y por lo tanto comenzaba el viaje de 7 años de la nave interplanetaria de 2.110 Kg. OSIRIS-REx. Todas las secuencias de la fase de lanzamiento se iban realizando según los datos nominales y a T= +59 minutos se abrían los paneles solares y la nave se comunicaba con la antena del DSN (Deep Space Network) de Camberra, todo había resultado perfecto, OSIRIS-REx estaba camino de Bennu.

En realidad el navío está camino de volver a la Tierra, pues el 22 de septiembre de 2017 se realizará una maniobra de asistencia gravitacional, por lo que OSIRIS-REx pasará cercana a nuestro planeta para salir despedido, entonces sí, hacia su objetivo, el asteroide Bennu. Allí permanecerá hasta 3 años, después encenderá sus motores para abandonar la atracción de Bennu y volver a la Tierra, posiblemente con más de 60 gramos de polvo de la superficie del asteroide.

Hay que señalar un hecho curioso, que no suele darse en los proyectos espaciales, si bien el presupuesto de esta misión estaba en torno a los 1.000 millones de $; 800 millones por la construcción de la nave, seguimiento de los 7 años del proyecto y estudio de las muestras traídas a la Tierra, más otros 183 millones por todo el proceso de lanzamiento y el cohete portador. Pues bien, según los responsables de la misión, una vez puesto en trayectoria el navío, hay 30 millones de $ por debajo del presupuesto, es decir que OSIRIS-REx ha resultado más barato que lo inicialmente presupuestado. Este sobrante económico será guardado para invertirlo en mejores estudios de las muestras que traiga a la Tierra en el año 2.023.

 

 

7 de septiembre de 2016, quedan algo más de 48 horas para que comience la llamada misión OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security-Regolith Explorer), por delante tendrá 7 años de vuelo y la aproximación en el 2018 al asteroide Bennu, una vez haya estudiado su superficie tomará muestras de la misma para devolverlas a la Tierra, pero por los caprichos de la mecánica celeste el navío deberá esperar hasta el 2020 para abandonar Bennu y regresar a nuestro planeta en el 2023.

La ULA (United Launch Alliance) tiene a punto el Atlas 5-411 en el SLC-41 (Space Launch Complex), con OSIRIS-REx en su proa y cubierto por la ojiva protectora. Según los datos meteorológicos mañana hay un 80% de posibilidades para que se pueda producir el lanzamiento, y por lo tanto emprender este largo viaje.