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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15 de enero de 2018, desde principios de año la nave OSIRIS-REx continua con sus maniobras de desgasificación del SRC (Sample Return Capsule), exponiendo al Sol la cápsula que contrajo humedad en la Tierra. El equipo de la misión estudiará los resultados de esta actividad en las próximas semanas, para determinar si la campaña ha eliminado suficiente agua de la cápsula o si se requieren más operaciones de desgasificación.

El 10 de enero, la nave espacial realizó otra maniobra de inclinación en apoyo de la campaña de desgasificación en curso. Hoy la nave espacial ha reanudado la comunicación de envío de datos a la Tierra a través de su antena de alta ganancia, después de un período de cuatro meses limitado a las antenas de baja ganancia con un relación de bit rates muy bajas.

El día establecido para llegar a su objetivo, el asteroide Bennu es el 3 de diciembre del año en curso.

 

2 de enero de 2018, la nave OSIRIS-REx mantiene su trayectoria y todas las constantes de sus sistemas funcionan a la perfección. En estas últimas semanas se han hecho una serie de maniobras para asegurar sus movimientos cuando se encuentre en las cercanías de Bennu.

La nave espacial realizó una actividad de pirouette de medición de masa de muestra (SMM) como parte de la campaña de desgasificación en curso. La pirueta SMM fue diseñada originalmente para ayudar al equipo de la misión a medir la masa de la muestra después de ser recolectada de la superficie de Bennu en 2020. Una vez que la muestra está en la cabeza TAGSAM, OSIRIS-REx se alejará de la superficie del asteroide y realizará una maniobra de giro. El equipo de tierra comparará las propiedades de masa de la nave espacial con las de un giro previo sin muestra, para obtener una estimación básica de la masa de la muestra recolectada. Sin embargo, para la campaña de desgasificación, el equipo de la misión empleó esta maniobra de giro SMM para exponer diferentes partes de la nave espacial al Sol, con el fin de eliminar aún más el agua de la nave espacial. Este ejercicio evitará que el agua interfiera con el equilibrio de la nave espacial cuando realice la maniobra después del muestreo. Los informes preliminares indican que la actividad se desarrolló como se esperaba.

El 20 de diciembre, la misión hizo la transición a la subfase 5 del Crucero de Salida, que es la última antes de programar el ingenio para su llegada a Bennu. Para marcar la transición, la nave volvió a usar la antena +X Low Gain Antenna (LGA) para sus comunicaciones de envío a la Tierra. La nave espacial se había estado comunicando previamente con la -X LGA. La próxima transición de las operaciones de la misión será en la Fase de Aproximación, que comienza el 17 de agosto de 2018, cuando la nave espacial se encuentre a aproximadamente 2 millones de kilómetros de Bennu. 

 

11 de diciembre de 2017, OSIRIS-REx continúa las operaciones de crucero, en camino a la llegada en agosto de 2018 al asteroide Bennu. La nave espacial se encuentra actualmente a 47,6 millones de kilómetros de la Tierra y está ejecutando un programa diseñado para estudiar y reducir la presencia de agua en la nave espacial.

Durante la rutina de pruebas en vuelo de las propiedades térmicas de la nave espacial a principios de este año, el equipo de navegación de la misión observó una leve aceleración inesperada de la nave espacial, cuando la cápsula de retorno de muestras (SRC) fue expuesta a la luz solar. El equipo de la misión determinó que este pequeño empuje fue causado por la desgasificación del agua, que había sido adsorbida por el escudo térmico y la carcasa trasera del SRC antes del lanzamiento. La retención de agua en mantos y otros materiales, y la subsiguiente desgasificación de esta agua, ocurre con todas las naves espaciales. Para Osiris-Rex, se determinó que cuando el SRC (Sample Return Capsule) se expone al Sol a una distancia de menos de 1 U.A. (Unidades Astronómicas, 1 U.A.= 150 millones de kilómetros), esta agua atrapada escapó y provocó un pequeño empuje a toda la nave. Si bien este pequeño empuje no sería un problema para otras misiones, la gravedad en el asteroide Bennu es lo suficientemente baja, que incluso esta pequeña cantidad de empuje podría hacer las operaciones orbitales más difíciles para Osiris-Rex.

Para entender mejor los efectos de desgasificación en la trayectoria de la nave espacial, y evaporar gran parte del agua que queda antes de que la nave espacial llega a Bennu, el equipo de la misión Osiris-Rex ha diseñado un programa de eliminación de gases, que se ha puesto en marcha. La elección del momento tuvo en cuenta tanto la proximidad del Sol a la nave espacial (menos de 1 UA) como el hecho de que no se planificaron actividades científicas durante este período. El programa de desgasificación se está ejecutando al mismo tiempo que las operaciones de crucero de salida y no afecta el momento de la llegada de la nave a Bennu.

A partir de mediados de octubre, la nave espacial ha sido colocada en diversas posiciones para exponer diferentes partes del SRC a la luz solar directa e iniciar la desgasificación. Se da prioridad a las porciones del SRC que enfrentarán al Sol durante las operaciones de proximidad de los asteroides. El equipo de la misión ha sido capaz de detectar y medir la velocidad de desgasificación en cada posición y ha determinado que el agua se elimina como se esperaba. El objetivo es reducir la desgasificación hasta el punto en que la nave espacial pueda volar por las trayectorias planificadas alrededor de Bennu sin modificaciones, y las indicaciones preliminares muestran que el programa está avanzando hacia este objetivo. El programa de desgasificación está programado para ejecutarse hasta principios de enero de 2018.

 

 

14 de octubre de 2017, este índice de vegetación, creado usando imágenes tomadas por la cámara MapCam de OSIRIS-REx el 22 de septiembre de 2017, muestra áreas en la Tierra con abundante vida vegetal. Las áreas verdes brillantes tienen densidades más altas de árboles y otras plantas, y las áreas verdes más oscuras tienen densidades más bajas. Hawaii se destaca contra el Océano Pacífico en el medio de la imagen. Australia, Nueva Zelanda y Papúa Nueva Guinea son visibles en la parte inferior izquierda, y partes de China, Japón y Corea aparecen en la esquina superior izquierda.

Para producir el índice de vegetación, el equipo de procesamiento de imágenes OSIRIS-REx usó imágenes tomadas con los filtros rojo e infrarrojo cercano de MapCam y aplicó un algoritmo para resaltar áreas donde la proporción de energía infrarroja reflejada era mayor, lo que indica la presencia de la vida vegetal. Los científicos usan este tipo de índice, llamado índice de vegetación de diferencia normalizada o NDVI, para estudiar los cambios y patrones en la vida de las plantas en la superficie de la Tierra. No se espera que OSIRIS-REx encuentre vida vegetal en Bennu, pero el equipo de procesamiento de imágenes de la misión planea utilizar técnicas similares para identificar otros materiales en la superficie del asteroide.

 

12 de octubre de 2017, cuando la nave OSIRIS-REx se encuentra a 10 millones de kilómetros de la Tierra aun nos esta remitiendo imágenes de días pasados, sobre todo fotografías posteriores a la maniobra EGA (Earth Gravity Assist) realizada el 22 de septiembre.

En esta ocasión ha repetido una imagen de la Tierra y la Luna juntas, pero en esta vez tomada con los filtros de su MapCam para que se aprecien los coleres. El momento de la exposición fue el 2 de octubre cuando el navío se encontraba a una distancia de 5.120.000 kilómetros de la Tierra y a 5.420.000 kilómetros de la Luna.

 

3 de octubre de 2017, ha llegado otra de las fotografías obtenidas por la nave OSIRIS-REx el pasado 25 de septiembre, en este caso solo aparece la Luna desde una distancia de 1.2 millones de kilómetros, la imagen de la PolyCam fue generada a partir de 9 exposiciones distintas de 1 megapíxel y mediante un sistema informático se pudo lograr el aumento de resolución. En el momento de la toma de la imagen OSIRIS-REx estaba viajando a una velocidad de 22.530 Km/h y se pueden apreciar diversos cráteres, tanto de la parte visible de nuestro satélite natural como de la zona oculta.

 

28 de septiembre de 2017, el pasado día 26 de este mes se comenzaron a publicar imágenes tomadas por OSIRIS-REx después de su EGA (Earth Gravity Assist) con la Tierra, pero aquella imagen no era la primera que obtuvo el vehículo, hoy la JPL (Jet Propulsion Laboratory) si que ha facilitado lo primero que vieron las cámaras del ingenio el pasado 22 de septiembre.

En la fotografías se observa el globo terráqueo a una distancia de 110.000 kilómetros, la capa de nubes y el Océano Pacífico dominan la mayor parte de la foto, pero el huracán María y los restos del huracán José se pueden ver en la parte superior derecha de la imagen, frente a la costa este de los Estados Unidos. Esta imagen fue capturada por NavCam 1, una cámara de imágenes en blanco y negro que es una de las tres cámaras que componen TAGCAMS (el Sistema de Cámara Touch-and-Go), que forma parte del sistema de guía, navegación y control de OSIRIS-REx.

Otra de la exposiciones publicadas están realizadas el 25 de septiembre, cuando OSIRIS-REx se encontraba a 1.297.000 kilómetros de la Tierra, desde allí tuvo suficiente campo de visión como para poder plasmas en una sola imagen nuestro planeta y nuestro satélite natural la Luna, cuando estos dos cuerpos se encontraban a una distancia entre sí de 401.200 kilómetros.

 

26 de septiembre de 2017, han pasado cuatro días del llamado EGA (Earth Gravity Assist) y la nave OSIRIS-REx ha comenzado a remitir las observaciones que había hecho de la Tierra durante las horas anteriores y posteriores al momento crucial. Así mismo, se han publicado algunas de las imágenes captadas por astrónomos en el acercamiento del navío a nuestro planeta.

En primer lugar, y siguiendo el orden cronológico podemos aprecias diversas fotografías obtenidas cuando OSIRIS-REx se encontraba entre 2 y 1 millones de kilómetros de la Tierra. 

En el momento del encuentro cercano con la esfera terrestre OSIRIS-REx no tenía sus instrumentos activados, fue cuando ya había rebasado la Tierra que automáticamente diversos dispositivos se pusieron a trabajar, sirviendo básicamente para la calibración de los mismos. Una imagen compuesta del color de la Tierra tomada el 22 de septiembre por la cámara de MapCam en la nave espacial OSIRIS-REx fue tomada unas horas después de que la nave espacial completara su asistencia gravitacional, a una distancia de aproximadamente 170.000 kilómetros. MapCam es parte del OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS) operado por la Universidad de Arizona. Visible en esta imagen son el Océano Pacífico y varias masas de tierra familiares, incluyendo Australia en la parte inferior izquierda, la Baja California y el suroeste de Estados Unidos en la parte superior derecha.

Las rayas verticales oscuras en la parte superior de la imagen son causadas por cortos tiempos de exposición (menos de tres milisegundos). Se requieren tiempos cortos de exposición para captar un objeto tan brillante como la Tierra, pero no se prevé para un objeto tan oscuro como será el asteroide Bennu, por eso la cámara fue diseñada para recibir la poca luz de ese asteroide.

A sí mismo, tenemos diversos espectrogramas obtenidos por OVIRS (OSIRIS-REx Visible and Infrared Spectrometer) y OTES (OSIRIS-REx Thermal Emission Spectrometer), de la atmósfera terrestre a diversas alturas y que será muy importante cuando OSIRIS-REx deba analizar la superficie de Bennu.

 

 

22 de septiembre de 2017, a las 16:52 la nave OSIRIS-REx ha recibido el cambio de velocidad y de dirección que querían los técnicos de la NASA, en ese momento estaba en el punto más cercano a la Tierra sobre la Antártida y al sur del Cabo de Hornos.

Después de recorrer unos 100.000 kilómetros el centro de seguimiento recuperó la conexión con el ingenio para comenzar a recibir las observaciones terrestres, es una forma conocer el estado de los instrumentos y calibrar los mismos. Los técnicos esperan comenzar a recibir las imágenes y la información del paso por nuestro planeta a partir del 26 de este septiembre, en total OSIRIS-REx habrá tomado unas 1000 imágenes de nuestro globo más datos espectrométricos del mismo. 

 

20 de septiembre de 2017, está a punto de llegar el momento decisivo para OSIRIS-REx, cuando pasado mañana se proceda a su asistencia gravitacional con la Tierra y nuestro planeta altere tanto velocidad como dirección al ingenio, con el fin de llegar a Bennu en noviembre de 2018.

La nave espacial OSIRIS-REx llegó de nuevo a la zona de influjo de la gravedad terrestre ayer, donde la Tierra representa la fuerza gravitacional primaria que actúa sobre el vehículo, alterando su curso. La aproximación más cercana ocurrirá el viernes 22 de septiembre a las 16:51:45 GMT(Greenwich Mean Time) a una altitud de 17.237 kilómetros sobre la Antártida, al sur del Cabo de Hornos, y con una velocidad relativa de 30.670 Km/h.

OSIRIS-REx saldrá de la esfera gravitacional terrestre el 25 de septiembre después de que el intercambio de momento angular con la Tierra impartiese un cambio en la velocidad de 3.778 Km/s, alrededor del 90% más que lo que sería posible con la carga propulsora inicial de la nave espacial. La mayoría del Delta-v proporcionada por la ayuda de gravedad de la Tierra está dirigida al cambio de plano, la transición de OSIRIS-REx de una órbita solar inclinada de 0,2º a una órbita de 6.4º para coincidir con la inclinación orbital de Bennu. La órbita heliocéntrica objetivo para OSIRIS-REx, después del sobrevuelo de la Tierra, será de 0.87 por 1.31 U.A. (Unidades Astronómicas, 1 U.A.= 150 millones de kilómetros), inclinada como hemos dicho 6.4º. El asteroide Bennu orbita en 0.897 por 1.356 AU, con una inclinación respecto al plano de la eclíptica de 6.03º.

Antes de producirse este encuentro con la Tierra, los ingenieros han estado vigilando que la trayectoria no intercediera con cualquier navío espacial o con chatarra orbital, también se ha tenido en cuenta el efecto de la Luna, de la cual OSIRIS-REx pasará a una distancia de 265.500 kilómetros diez horas después del “fly-by”.

También astrónomos profesionales y amateurs tienen sus telescopios preparados para observar desde la superficie de la Tierra el paso de la nave e intentar obtener alguna imagen de su estela con el universo de fondo.