17 de abril de 2024, aunque todavía faltan siete años para llegar a Júpiter, la misión JUICE avanza a buen ritmo, y una prueba reciente simuló la nave espacial de la misión volando cerca de la luna helada joviana, Calisto. Después de despegar desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa hace un año, el Júpiter Icy Moons Explorer, conocido como JUICE para abreviar, todavía se encuentra en el Sistema Solar interior, preparándose para una serie de asistencias gravitatorias que lo lanzarán a una trayectoria que le permita se encontrará con Júpiter en 2031. Su primer puerto de escala será la luna galileana más externa del planeta gigante, Calisto. Esto marcará el primero de los 35 sobrevuelos planeados de las lunas Calisto, Ganímedes y Europa del planeta gaseoso, antes de que la nave espacial se establezca en órbita alrededor de Ganímedes. En el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC), en Alemania, el equipo de la misión ya se está preparando para este primer sobrevuelo, pero utilizando el modelo de ingeniería de la nave espacial. Esta es una réplica exacta del modelo de vuelo que actualmente navega por el espacio, con el mismo hardware, software e instrumentos. La única diferencia es que se encuentra en una sala limpia en Darmstadt.

El problema que enfrenta JUICE, y de hecho cualquier misión a Júpiter, es un retraso en el tiempo: cuánto tardan las señales de radio en llegar a la nave espacial desde la Tierra y viceversa. Este relevo puede durar 33 minutos cuando Júpiter está en su punto más cercano a la Tierra (oposición) y 54 minutos cuando está al otro lado del sistema solar. Por lo tanto, JUICE está programado con un software que puede pensar y planificar de forma autónoma sin esperar órdenes. Un ejemplo de dónde la autonomía de JUICE será vital es cuando se observen las características de la superficie de Callisto durante los sobrevuelos. Sin embargo, debido a que no podemos saber la posición exacta de JUICE cuando pasa a través del campo gravitacional de Calisto, la computadora a bordo debe tomar el control y ajustar la orientación de la nave espacial para que pueda apuntar a características individuales de la superficie con sus instrumentos con una precisión de una fracción de grado.

"Necesitamos que JUICE sea capaz de reaccionar con sus propios 'ojos' y su propio 'cerebro'", afirmó Ignacio Tanco, director de Operaciones de Vuelo de JUICE, en un comunicado de prensa de la Agencia Espacial Europea. "Cuando Calisto aparece en el campo de visión de su cámara de navegación, necesita poder identificar características importantes en la superficie de la luna, rotar para apuntar sus instrumentos hacia ellas y luego continuar girando para mantenerlas a la vista mientras pasa volando”.

El equipo de ESOC tuvo que hacer creer al modelo de ingeniería que realmente estaba en el espacio y volando más allá de Calisto proyectando imágenes de Calisto generadas por computadora en la cámara de navegación del modelo. Las imágenes imitaron la orientación y fase que tendrá Calisto cuando JUICE realice el sobrevuelo real en 2031. Una de las imágenes de Calisto generadas por computadora que se introdujeron en la cámara de navegación del modelo de ingeniería de la misión en Alemania. Giulio Pinzan, ingeniero de operaciones de naves espaciales de la Agencia Espacial Europea, lo comparó con sujetar el modelo de ingeniería a un casco de realidad virtual inmersivo y dejarlo moverse por ese espacio virtual. "El software de navegación tuvo que reaccionar a estas imágenes", afirma Pinzan. "Si notaba que se estaba acercando a Calisto en el ángulo equivocado o en la dirección ligeramente equivocada, tenía que intentar corregir estos errores sin nuestra ayuda".

Se reservaron tres días para las pruebas en ESOC, y no se esperaba que fuera un camino de rosas: el objetivo de estas prácticas es suavizar los problemas. Debido a la complejidad de la tarea, no era factible realizar la prueba primero en un simulador de software, donde se podían solucionar la mayoría de los gremlins. En cambio, el equipo de JUICE esperaba tener que soportar muchas pruebas y errores, así como reescribir el software, para que funcionara. Sin embargo, el modelo de ingeniería tuvo éxito desde el primer día, apuntando con éxito a las imágenes de Calisto y manteniéndose fijadas en lugares de la superficie helada de la luna mientras realizaba un sobrevuelo virtual, rodando para mantener la luna a la vista.

El siguiente paso de la misión JUICE en el mundo real es una Asistencia de Gravedad Luna-Tierra, o LEGA para abreviar, en agosto. Primero, JUICE volará más allá de nuestra Luna y robará parte de su impulso orbital, seguido menos de 24 horas después por la Tierra y obtendrá una asistencia de gravedad adicional para aumentar su velocidad. Es la primera vez que se intenta este tipo de asistencia de doble gravedad, pero debido a que JUICE es una de las naves espaciales interplanetarias más masivas jamás lanzadas, necesita más ayuda para moverse entre planetas. En 2025, JUICE recibirá asistencia gravitatoria adicional de Venus, y luego dos sobrevuelos más solo de la Tierra en 2026 y 2029 le darán a la nave espacial suficiente velocidad para salir del pozo de gravedad del Sol y dirigirse finalmente hacia Júpiter.

18 de noviembre de 2023, el 17 de noviembre de 2023, la nave espacial Juice de la ESA llevó a cabo una de las maniobras más grandes e importantes en su viaje de ocho años a Júpiter. Utilizando su motor principal, Juice cambió su órbita alrededor del Sol para situarse en la trayectoria correcta para la doble asistencia gravitatoria Tierra-Luna del próximo verano, la primera de su tipo. La maniobra duró 43 minutos y quemó casi el 10% de toda la reserva de combustible de la nave. Es la primera parte de una maniobra de dos que podría marcar la última vez que se utilice el motor principal de Juice hasta su llegada al sistema de Júpiter en 2031.

"Esta maniobra consumió aproximadamente 363 kg de combustible, o casi exactamente el 10% de los 3.650 kg de combustible con los que se lanzó Juice", dice Julia Schwartz, ingeniera de dinámica de vuelo en el centro de control de misión ESOC de la ESA en Alemania. Esta es la maniobra más grande de Juice hasta el momento. Hasta hoy, Juice solo había usado aproximadamente 10 kg de combustible, principalmente como parte de una serie de quemas cortas utilizadas para ayudar a liberar su antena RIME atascada. “Fue la primera parte de una maniobra de dos partes para poner a Juice en la trayectoria correcta para el encuentro del próximo verano con la Tierra y la Luna. Esta primera quema hizo el 95% del trabajo, cambiando la velocidad de Juice en casi 200 m/s”, añade Julia. "Juice es una de las naves espaciales interplanetarias más pesadas jamás lanzadas, con una masa total de alrededor de 6.000 kg, por lo que se necesitó mucha fuerza y mucho combustible para lograrlo". “Dentro de unas semanas, una vez que hayamos analizado la nueva órbita de Juice, llevaremos a cabo la segunda parte de la maniobra, mucho más pequeña. Dividir la maniobra en dos partes nos permite utilizar el segundo encendido del motor para corregir cualquier imprecisión del primero”.

¿Por qué se tarda tanto en llegar a Júpiter? Bueno, la respuesta corta es que tiene menos que ver con la distancia entre la Tierra y Júpiter y más con luchar contra la enorme atracción gravitacional del Sol a medida que te aventuras hacia el exterior a través del Sistema Solar. Las misiones a planetas gaseosos gigantes, como Juice, Europa Clipper, Galileo o Juno, serían poco más que gigantescos depósitos de combustible si tuvieran que almacenar por sí solos toda la energía necesaria para vencer la gravedad del Sol. En lugar de ello, hacen uso de maniobras de “asistencia de gravedad” o de “sobrevuelo” para ganar energía al balancearse a través de los fuertes campos gravitacionales de varios planetas en el camino.

El primer impulso de Juice vendrá de su planeta de origen, cuando regrese a la Tierra en agosto de 2024, más de un año después de su lanzamiento. De hecho, en el primer sobrevuelo de su tipo, Juice pasará primero por la Luna para darle una patada extra y hacer que el sobrevuelo de la Tierra que tendrá lugar 1,5 días después sea aún más efectivo. Pero incluso con este impulso adicional, para aprovechar al máximo la asistencia gravitatoria, Juice tiene que llegar al sistema Tierra-Luna precisamente en el momento correcto, a la velocidad correcta y viajando en la dirección correcta.

"Si todo va bien en ambas partes de esta maniobra, probablemente no necesitaremos volver a utilizar el motor principal hasta que entremos en órbita alrededor de Júpiter en 2031", afirma Ignacio Tanco, director de operaciones de la nave espacial Juice. "Para pequeñas correcciones de trayectoria de aquí a entonces, utilizaremos los propulsores más pequeños de Juice". Pero eso no significa que no sucederá nada interesante desde ahora hasta la llegada de Juice a Júpiter. Por el contrario, el viaje es interesante porque permite a Juice llegar hasta Júpiter sin volver a encender su motor principal, lo que reduce la cantidad de combustible que necesita la nave espacial y permite que esté repleta de instrumentos científicos. “Había algunas cosas que no podíamos probar hasta ahora. Por ejemplo, solo teníamos una estimación de cómo se moverá el líquido en los tanques de combustible a medida que la nave espacial acelere. Es muy importante saber esto con precisión, porque si el combustible se comporta de manera diferente a lo esperado, podría hacer que la nave espacial se desvíe de su rumbo durante el funcionamiento. Por eso estamos monitoreando de cerca”.

La próxima vez que Juice tendrá que encender su motor principal será durante su "Inserción en la órbita de Júpiter" en 2031. Esta es la maniobra más importante que supervisarán los equipos de ESOC. Apenas 13 horas después de pasar por Ganímedes y entrar en el sistema de Júpiter, la nave espacial tendrá que reducir su velocidad aproximadamente 1 km/s, cinco veces el cambio de velocidad logrado hoy. "Eso hace que la maniobra de hoy sea también una prueba importante para la inserción de Júpiter: cuanto antes sepamos si tenemos algún problema con el motor principal, mejor", afirma Ignacio.

22 de septiembre de 2023, en su punto más cercano de su órbita, la Tierra y Júpiter están separados por casi 600 millones de kilómetros. En el momento de escribir este artículo, cinco meses después del lanzamiento, Juice ya ha recorrido 370 millones de kilómetros, pero en el tiempo solo ha recorrido el 5% del camino. ¿Por qué tarda tanto?.

La respuesta depende de una variedad de factores que los expertos en dinámica de vuelo del Control de Misión de la ESA conocen bien, desde la cantidad de combustible utilizado hasta la potencia del cohete, la masa de una nave espacial y la geometría de los planetas. En base a esto, los expertos en dinámica de vuelo de la ESA diseñan una ruta. El mundo de la mecánica orbital es un lugar contradictorio, pero con un poco de paciencia y mucha planificación nos permite hacer una gran cantidad de ciencia con sólo un poco de combustible, como explicaremos.

Siga el movimiento de los planetas, las lunas, las estrellas y las galaxias, y verá que siempre están en movimiento alrededor de otro objeto. Cuando se lanza una misión, no salta de una Tierra inmóvil sino de un planeta que gira a unos 30 km/s alrededor del Sol. Como tal, una nave espacial lanzada desde la Tierra ya tiene una gran cantidad de “energía orbital”, la única unidad que importa a la hora de determinar el tamaño de una órbita alrededor de un cuerpo central. Justo después del lanzamiento, una nave espacial se encuentra más o menos en la misma órbita que nuestro planeta alrededor del Sol. Para liberarse de esta órbita y volar en línea recta lo más corta posible desde la Tierra a Júpiter, se necesitaría un cohete grande y mucho combustible. Pero puede hacerse. El siguiente problema es que entonces necesitarías aún más combustible para frenar y entrar en órbita alrededor de Júpiter y no pasarlo rápidamente.

Júpiter y la Tierra siempre se están moviendo uno respecto del otro. En su punto más alejado, en lados opuestos del Sol, están separados por 968 millones de kilómetros. La distancia más corta entre los dos planetas es cuando la Tierra y Júpiter están en el mismo lado del Sol con poco menos de 600 millones de kilómetros entre ellos. Pero están en esta posición sólo por un momento antes de que la distancia vuelva a crecer, sin permanecer nunca a una distancia constante. Entonces, suponiendo que tengamos el lanzador más potente disponible y que lo lancemos en la trayectoria más corta en el momento adecuado cuando los planetas estén alineados correctamente, ¿cuánto tiempo tomaría?. Las primeras misiones espaciales, como las sondas Voyager y Pioneer, realizaron el viaje en menos de dos años, y el objeto más rápido que ha viajado a Júpiter fue la misión New Horizons. Lanzada el 19 de enero de 2006, New Horizons realizó su máxima aproximación a Júpiter el 28 de febrero de 2007, tardando poco más de un año en llegar al planeta. Todas estas misiones continuaron, excelentes ejemplos para determinar cuánto tiempo lleva un sobrevuelo de Júpiter de camino a otro lugar.

Para entrar en órbita alrededor del enorme planeta para estudiarlo desde todos los lados y, con el tiempo, tal vez incluso entrar en órbita alrededor de una de sus lunas (un "primero" de Juice), necesitarás perder algo de energía. Esta "desaceleración" requerirá una gran cantidad de combustible para una gran maniobra de inserción en órbita. Si no desea realizar el lanzamiento con grandes cantidades de combustible, puede optar por la ruta panorámica, con una duración de transferencia de 2,5 años.

Aquí es donde vemos la masa de la nave espacial como un factor crucial para determinar el tiempo que lleva llegar a cualquier parte. Los ingenieros necesitan controlar la masa de la nave espacial, equilibrando la cantidad de combustible con los instrumentos que necesita llevar para completar su misión. Cuanta más masa tiene la nave espacial, más combustible necesita transportar, lo que aumenta su peso y dificulta su lanzamiento.

Y aquí es donde entra en juego el rendimiento del cohete de lanzamiento. La nave espacial debe lanzarse con velocidad suficiente para escapar de la gravedad de la Tierra y ser lanzada en su camino hacia el Sistema Solar exterior. Cuanto mejor sea el empujón, más fácil será el viaje. Juice es una de las sondas interplanetarias más pesadas jamás lanzada, con poco más de 6.000 kg, y cuenta con el conjunto de instrumentos científicos más grande jamás enviado a Júpiter. Incluso el enorme impulso del cohete de carga pesada Ariane 5 no fue suficiente para enviar a Juice directamente allí en un par de años. Por lo tanto, misiones como Juice y Europa Clipper, o como Galileo y Juno en el pasado, tienen que hacer uso de ‘la asistencia gravitacional’.

Para poner una nave espacial en órbita alrededor de otro planeta, debemos igualar su energía orbital. Cuando se lanzó BepiColombo, su energía orbital era la misma que la de la Tierra. Tuvo que perder energía para caer más cerca del centro del Sistema Solar y lo hizo desprendiendo el exceso de energía orbital al volar cerca de los planetas vecinos. Lo mismo ocurre a la inversa para viajar al Sistema Solar exterior. Para entrar en una órbita más grande, más alejada del Sol, Juice está en un camino que le permitirá robar energía orbital de la Tierra, Venus y Marte. Dependiendo de la dirección relativa del movimiento del planeta y la nave espacial, la asistencia gravitatoria puede acelerar, ralentizar o cambiar la dirección de la misión. (La nave espacial también desvía el planeta, pero en una cantidad tan minúscula que resulta insignificante. Sin embargo, se ha conservado la tercera ley del movimiento de Newton: "A cada acción le corresponde una reacción igual y opuesta").

La parte más desafiante para el equipo de control de vuelo de la ESA llega cuando Juice finalmente llega a Júpiter en 2031 y durante su recorrido por el sistema planetario de Júpiter. La complicada trayectoria de Juice implica múltiples asistencias de gravedad en el camino hacia Júpiter, incluido el primer sobrevuelo de la Luna a la Tierra, y, una vez allí, unos impresionantes 35 sobrevuelos de sus lunas galileanas Europa, Ganímedes y Calisto. El foco final estará en Ganímedes, lo que convertirá a Juice en la primera nave espacial en orbitar una luna distinta a la nuestra. La maniobra más importante que supervisarán los equipos del control de misión de la ESA en Alemania será la desaceleración de Juice en aproximadamente 1 km/s sólo 13 horas después de la asistencia gravitatoria de Ganímedes, y "tomar la salida" para ingresar al sistema de Júpiter. colocar la nave espacial en órbita alrededor del gigante gaseoso.

Entrar en órbita alrededor de otro cuerpo celeste es difícil. Una nave espacial debe acercarse a la velocidad perfecta, desde un ángulo preciso, y luego ejecutar una gran maniobra vital en el momento justo, en una dirección específica y del tamaño correcto. Si te acercas demasiado rápido o lento, demasiado poco profundo o empinado, o maniobras en el momento equivocado, con la cantidad o dirección equivocadas, te perderás en el espacio. O estás tan desviado que necesitarás mucho (quizás demasiado) combustible para corregir tu rumbo.

Juice se acercará a las lunas de Júpiter, intercambiando con ellas la energía que han conservado durante miles de millones de años, para poder ver estos entornos como nunca antes. ¿Podría haber vida bajo los océanos helados de Ganímedes, Calisto o Europa?, ¿Qué podemos aprender sobre la formación de planetas y lunas en todo el Universo?. A través de la maravilla de la dinámica del vuelo, al intercambiar energía con el Universo, pronto lo descubriremos.

6 de julio de 2023, cuando la antena RIME de la misión Juice de la ESA no se desplegó unos días después del lanzamiento, los equipos de ingeniería se enfrentaron al gran desafío de comprender la falla y corregirla. En juego estaba la oportunidad de ver el interior de las misteriosas lunas heladas de Júpiter. Había mucho en juego antes de que la nave espacial despegara del suelo. El Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA fue diseñado por Airbus para llevar a cabo una investigación sin precedentes del sistema de Júpiter y su familia de lunas heladas.

Una clave para esa investigación es la antena Radar for Icy Moon Exploration (RIME), que es parte del conjunto completo de diez instrumentos científicos de Juice. Una vez en el sistema de Júpiter, RIME se utilizará para sondear de forma remota el subsuelo de las lunas heladas de Júpiter. Sus señales de radar penetrarán las lunas a una profundidad de 9 km y revelarán detalles de entre 50 y 140 m de ancho. Esto dará una idea de su geología y proporcionará datos únicos para comprender la habitabilidad de estas lunas heladas remotas.

Con 16 m de longitud, la antena RIME era demasiado larga para caber dentro del cono de la nariz del cohete Ariane 5 que lanzó Juice al espacio. Por lo tanto, se construyó en dos brazos de cuatro segmentos cada uno. De esos ocho segmentos, tres se desplegarían en un lado de la nave espacial, tres en el otro lado y dos permanecerían fijos en la nave espacial. Para el lanzamiento, los tres segmentos desplegables se plegaron sobre el segmento fijo y se mantuvieron en su lugar mediante dos soportes.

El procedimiento se inició el 17 de abril de 2023, tres días después del lanzamiento y habiéndose desarrollado todo sin problemas hasta ese momento. Continuando con esta tendencia, el primer paso fue sin contratiempos. Se utilizaron dos cámaras de monitoreo, montadas a bordo de la nave espacial, para seguir el despliegue de RIME. De las descargas, el segmento de la antena era visible en una imagen y luego no en la siguiente. Entre las imágenes, la NEA había disparado, el pin se había soltado y el segmento de la antena había encajado en su lugar. Una verificación de la imagen de la cámara externa mostró el segmento en su lugar, y los datos de telemetría también lo confirmaron. Mostró que la nave espacial estaba oscilando como se esperaba debido al despliegue repentino del brazo, y que el Sistema de Control de Actitud y Órbita (AOCS) estaba corrigiendo el último de estos movimientos.

Se dio la orden de disparar el actuador. La telemetría llegó antes que las imágenes, pero algo andaba mal. La oscilación esperada no se mostraba. Unos segundos más tarde, la imagen de la cámara volvió. El segmento de la pluma aún era claramente visible en su configuración replegada. El despliegue había fallado. “Sabíamos que teníamos que tratar de comprender rápidamente lo que había sucedido y luego tratar de encontrar una solución”, dice Frédéric Faye, ingeniero jefe de Airbus para Juice. A la mañana siguiente, con la incredulidad desvanecida de sus mentes, los equipos se reunieron en línea para una teleconferencia para compartir sus ideas y discutir la anomalía. Por un lado, sabían que tenían que encontrar alguna forma de liberar el segmento atascado, pero por el otro sabían que no podían hacer nada que pusiera en peligro el despliegue de los otros segmentos, o incluso del resto de la nave espacial.

Lo primero que se les ocurrió a los equipos fue que tal vez se había formado algo de hielo en el pasador que sujetaba el segmento en su lugar. Cada vez que una nave espacial sale de la Tierra, se encuentra en un ambiente frío y sin aire. Esta pérdida repentina y dramática de presión de aire significa que una pequeña cantidad de vapor de agua escapará repentinamente del material utilizado para fabricar el sistema. Esto luego puede congelarse en las superficies increíblemente frías de la nave espacial.

Dado que no hay calentadores en la nave espacial cerca de RIME, quitar el hielo significaría girar la nave espacial para que la antena mire hacia el Sol. Pero, la superficie de la nave espacial que sostiene a RIME fue diseñada para ser una "cara fría", lo que significa que nunca tuvo la intención de exponerse a la luz solar directa justo después del lanzamiento. Tampoco los componentes, instrumentos y sistemas que se le acoplaron. Después de varios días de estudio, el equipo comenzó a girar gradualmente la nave espacial para iluminar la superficie. “Hicimos ocho giros durante dos semanas para iluminar el soporte RIME”, dice Angela Dietz, gerente de operaciones de naves espaciales en ESOC. Cada vez expusieron la superficie por más tiempo, observando cuidadosamente la telemetría de los sensores a bordo para comprender los límites de esta operación. Al principio, la maniobra duró apenas 25 minutos. Al final, se sintieron cómodos exponiendo la superficie durante 73 minutos cada vez.

Simultáneamente, se contemplaban otros posibles escenarios de recuperación. Si no fuera el hielo el que mantenía cerrado el RIME y el alfiler simplemente se hubiera atascado, entonces tal vez sacudir la nave espacial la soltaría, aunque la palabra "sacudir" es demasiado extrema para describir el movimiento real. La nave espacial pesa seis toneladas y los propulsores a bordo solo pueden balancearla de un lado a otro muy suavemente. Sin embargo, los equipos sintieron que valía la pena intentarlo. El pasador atascado probablemente solo necesitaba moverse uno o dos milímetros, pero los equipos debían tener cuidado. No podían arriesgarse a dañar nada más con una sacudida violenta de la nave espacial. Entonces, como el equipo había hecho con la calefacción, comenzaron a probar esta maniobra con cautela.

“Hicimos varios encendidos de propulsores y usamos el motor principal, a menudo vinculado con los giros de calentamiento. Incluso se encendieron los propulsores en una determinada secuencia para intentar sacudir el brazo apilado, pero solo vimos pequeños movimientos dentro del soporte”, dice Angela.

El fabricante de la antena, la empresa alemana SpaceTech, también propuso un plan de recuperación. Efectivamente, era seguir desplegando los otros cuatro tramos de la antena como si nada. Sabían que cada NEA disparado produciría una pequeña sacudida mecánica en el resto de la antena que podría desalojar el pin atascado. Entonces, el fabricante hizo un gran avance. Los ingenieros de Space Tech lograron reproducir la anomalía con un modelo de la antena que se había utilizado para la prueba y confirmaron que el disparo del NEA más cercano generalmente lograba desalojar el pasador atascado. También se identificó que para aumentar las posibilidades de un resultado exitoso, la antena debe calentarse mediante la exposición a la luz solar.

Armados con varias ideas sobre cómo recuperar el instrumento, los equipos decidieron reunirse en persona para decidir el camino a seguir. En un taller técnico realizado en Space Tech, los equipos decidieron probar primero la calefacción. Si eso no funcionaba, procederían a disparar los otros NEA, habiéndolos calentado primero con la luz del Sol. Ya habían pasado varias semanas desde que ocurrió la anomalía y la presión aumentaba. La misión tenía un cronograma que cumplir y, a pesar de lo importante que es RIME, era solo un instrumento en la nave espacial. “Para mí, esto fue lo más complicado durante la recuperación”, dice Guillaume Chambon, del Equipo de Autoridad Técnica de Airbus. Guillaume fue puesto a cargo de la gestión del lado de Airbus de la recuperación. “Tienes que ser lo suficientemente rápido para actuar porque todos esperan que progreses, pero debes tomarte el tiempo suficiente para considerar todos los efectos secundarios de lo que estás proponiendo”, dice.

Una tarde, mientras contemplaba el intento de rescate, Guillaume se dio cuenta de un problema potencial. Si seguían adelante con la secuencia de despliegue nominal, existía la posibilidad de que chocaran dos segmentos de la antena. Recuerde que la antena RIME está compuesta por seis segmentos desplegables, tres a cada lado de la nave espacial. En el escenario de despliegue nominal, se dispararía un NEA primero en un lado de la antena y luego en el otro. Sin embargo, si hicieran esto ahora y la sección atascada se liberara, entonces los dos lados de la antena se desplegarían juntos en oposición.

Entonces, los equipos acordaron reordenar la secuencia de despliegue y comenzaron los intentos de recuperación. Primero, la nave espacial se calentó para eliminar el hielo, pero la antena permaneció fija. Y así se hizo evidente que la única posibilidad de recuperar la antena era calentar la antena nuevamente y luego continuar con el despliegue con la esperanza de que los golpes de los otros NEA destrabaran el pin. Su análisis les había demostrado que esto les daría la mejor oportunidad de éxito, pero cada NEA solo podía dispararse una vez. En otras palabras, era todo o nada. Fue alrededor de las 2 de la tarde del 12 de mayo cuando los equipos se reunieron en sus respectivas consolas y comenzaron este intento final. Se envió el comando y los equipos observaron la telemetría en busca de cualquier indicio de oscilación que indicara el éxito. Ahí estaba: movimiento en la nave espacial. ¿Pero fue el movimiento correcto?, ¿Habían desalojado el segmento atascado?.

Éxito total. Los tres segmentos de la antena que debían desplegarse, fueron desplegados. “En el equipo de operaciones adquirimos una tranquila confianza”, dice Angela. Pero el trabajo aún no había terminado. Solo estaban a la mitad del procedimiento de despliegue completo. Todavía era necesario disparar otro NEA para desplegar el segundo brazo antes de que RIME pudiera asumir su configuración operativa final. Y en todo caso, la presión que sentían algunos en el equipo era aún mayor que antes porque ahora el equipo sabía que era posible que los bolos se atascaran. Y ahora que solo quedaba un alfiler, era el más crítico de todos.

Si alguno de los anteriores se hubiera atascado, el equipo podría haber disparado el siguiente en secuencia y esperaba que el choque terminara el trabajo, como lo había hecho con el segmento atascado original. Pero ahora, no había más NEA para disparar. Justo en la línea de meta, aún podrían ser derrotados si el pasador se atascara. Fue en ese momento cuando Cyril Cavel, el gerente de proyectos de Juice para Airbus, se encontró pensando en los científicos que dependían de ellos. Algunos incluso habían estado trabajando en la antena durante décadas. “RIME fue una entrega industrial a esta gente. Sin esta antena, el experimento del radar sería muy reducido o incluso muerto. Sería mucho más que una vergüenza”, dice.

Como resultado, el equipo tomó una precaución final. A estas alturas, el grupo final había estado expuesto a la luz del Sol durante su tiempo máximo permitido ese día de 73 minutos. Como resultado, su temperatura era más alta que la temperatura ambiente a la que se había probado en los laboratorios de Alemania. Para reproducir las condiciones de ese laboratorio lo más fielmente posible, el equipo tomó la decisión de rotar la nave espacial, alejando la antena del Sol, y esperar de tres a cuatro horas para que baje la temperatura.

El NEA se activó, la telemetría mostró a Juice oscilando mientras se desplegaba el segmento final, el AOCS intervino y estabilizó la nave espacial. Finalmente, las cámaras confirmaron la victoria de los equipos, RIME ahora estaba en su configuración completamente desplegada. Para Ronan, el alivio al ver el despliegue estaba teñido de una familiar sensación de incredulidad. “Fue un poco como el primer día del incidente. Hubo una sensación de incredulidad porque cuatro semanas de una enorme cantidad de presión desaparecieron repentinamente. No podía creerlo, a pesar de ver las fotos”, dice.

 

26 de mayo de 2023, los controladores de vuelo en el centro de control de la misión de la ESA en Alemania han estado ocupados esta semana, trabajando con equipos de instrumentos en los despliegues finales para preparar el Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA para explorar Júpiter. Han pasado seis semanas desde que Juice comenzó su viaje y, en ese tiempo, el equipo de control de vuelo desplegó todos los paneles solares, antenas, sondas y brazos que estaban guardados de forma segura durante el lanzamiento. El último paso ha sido girar y fijar en su lugar las sondas y antenas que componen la investigación de ondas de radio y plasma de Juice (RPWI).

“Han sido seis semanas agotadoras pero muy emocionantes”, dice Angela Dietz, subdirectora de operaciones de la nave espacial de la misión. “Hemos enfrentado y superado varios desafíos para que Juice esté en la forma adecuada para obtener la mejor ciencia de su viaje a Júpiter”.

Hemos tenido instantáneas regulares de todo el proceso de implementación gracias a las dos cámaras de monitoreo integradas de Juice, cada una con un campo de visión diferente. En las horas posteriores al lanzamiento, estas cámaras tomaron los primeros 'selfies' de Juice desde el espacio y, desde entonces, han sido vitales para verificar que todas las partes de la nave espacial se desplegaron correctamente. Las antenas y los brazos de Juice llevan parte o la totalidad de algunos de los 10 instrumentos de Juice. Al colocarlos lejos de Juice, los instrumentos que deben separarse de los propios campos eléctricos y magnéticos de la nave espacial se mantienen a distancia. Acompañando nuestras vistas de las cámaras de monitoreo, la confirmación de que todo se implementó según lo planeado también provino de los propios instrumentos. Los equipos detrás de algunos de los instrumentos los han estado encendiendo y tomando medidas para comprobar que todo funciona bien. Los equipos ya han confirmado que los instrumentos RPWI, JANUS, J-MAG y GALA de Juice, así como el monitor de radiación RADEM, están listos para Júpiter. RPWI: cinco días, siete implementaciones.

Esta semana, se desplegaron con éxito las cuatro sondas Langmuir y las tres antenas de instrumentos de ondas de radio de la investigación de ondas de radio y plasma (RPWI). En conjunto, estos conforman siete de los 10 sensores RPWI que medirán las variaciones en los campos eléctricos y magnéticos alrededor de Júpiter, así como las ondas de radio y el plasma frío. Después de ver el último boom (mástil) desplegarse con éxito esta tarde, el investigador principal de RPWI, Jan-Erik Wahlund del Instituto Sueco de Física Espacial, dijo: "Fantástico, después de más de 10 años de trabajo intensivo, finalmente estamos listos para los descubrimientos científicos". Antes y después de cada despliegue, el equipo de RPWI encendió el instrumento para medir la diferencia hecha por cada sensor recién instalado. Cada uno ahora recopila datos y los entrega a la unidad de procesamiento de datos a bordo de RPWI, que envía los datos a la Tierra. “Nuestra estrategia de diseño 3D hace posible medir observables físicos reales, como la energía y el momento, sin recurrir a teorías o simulaciones para interpretar los datos”, dice Jan Bergman, investigador del Instituto Sueco de Física Espacial y director técnico de RPWI.

La semana pasada, cuando Juice estaba a unos 8 millones de kilómetros de la Tierra, los ingenieros encendieron por primera vez el instrumento de cámara óptica JANUS. A diferencia de los sensores RPWI montados en brazos alejados del cuerpo principal de Juice, JANUS está fijado a un banco óptico; esto significa que se mantiene estable cuando apunta hacia sus objetivos, como usar un trípode aquí en la Tierra. JANUS también apunta en la misma dirección que los otros instrumentos de "detección remota" de Juice. En Júpiter, la cámara JANUS tomará imágenes en 13 colores diferentes, desde luz violeta hasta infrarrojo cercano. Estas imágenes permitirán a los científicos investigar las lunas Ganímedes, Calisto y Europa, incluso estudiar si podría existir vida debajo de sus cortezas heladas. JANUS también recopilará datos sobre otras partes del sistema joviano, incluida la intensa actividad volcánica en Io, las muchas lunas más pequeñas y el tenue sistema de anillos de Júpiter. Por último, pero no menos importante, JANUS obtendrá imágenes de los procesos que tienen lugar en la atmósfera de Júpiter.

Durante la puesta en servicio de la semana pasada, se realizó una verificación completa del hardware, con todos los subsistemas activados y monitoreados. El rendimiento del instrumento se comprobó tomando imágenes de estrellas. “Los datos adquiridos demuestran que todo era nominal. Después de esta intensa sesión en el terreno, podemos decir: ¡tenemos un instrumento (totalmente comisionado)!” dice Pasquale Palumbo (IAPS-INAF), investigador principal de JANUS.

 

 

16 de mayo de 2023, el instrumento magnetómetro de la nave espacial Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) ha sido rigurosamente probado y está listo para cumplir su misión. El instrumento magnetómetro (J-MAG), dirigido por investigadores del Imperial College London, consta de tres sensores, todos los cuales demostraron funcionar bien. El despliegue también marca la primera vez que se utiliza un sensor de interferencia cuántica, una tecnología precisa pero delicada, más allá de la órbita terrestre.

La investigadora principal de J-MAG, la profesora Michele Dougherty, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "Es un gran alivio que los tres sensores estén en buen estado y funcionen bien después del lanzamiento y es muy emocionante verlos medir el campo magnético juntos".

J-MAG consta de tres sensores: uno construido en el Imperial College de Londres, otro construido en la Technische Universität Braunschweig, Alemania, y otro construido en la Academia de Ciencias de Austria (OeAW) en colaboración con la Universidad Tecnológica de Graz, Austria. Los instrumentos Imperial y Braunschweig son sensores de "fluxgate", que pueden medir la dirección y la fuerza de los campos magnéticos. Están etiquetados como sensores "exteriores" (MAGOBS) e "interiores" (MAGIBS) respectivamente, separados por unos tres metros con MAGOBS montados cerca del final de un brazo de 10,6 m para aislarlo de la influencia de la nave espacial.

Los sensores Fluxgate requieren una calibración regular en vuelo. El entorno magnético alrededor de Ganímedes es tan complicado y cambia tan rápidamente que las técnicas de calibración tradicionales para las compuertas de flujo, como hacer rodar la nave espacial en Ganímedes, no funcionarán. Por lo tanto, se necesitaba un nuevo método de calibración utilizando un sensor cuántico sensible y preciso, denominado MAGSCA.

MAGSCA, construido en Austria y ubicado en la punta de la pluma, mide la fuerza absoluta del campo magnético. Utiliza el efecto Zeeman, que provoca una división de los niveles de energía de los electrones en proporción a la fuerza del campo magnético. El efecto cuántico es generado por luz láser específicamente modulada que interfiere con los átomos de rubidio en la celda de vidrio del sensor MAGSCA.

Este gráfico representa la primera detección de la señal de interferencia cuántica para medir campos magnéticos en el sensor MAGSCA de la nave espacial Juice, ahora a cinco millones de kilómetros de la Tierra. Muestra el campo magnético a lo largo del eje óptico SCA para los tres sensores (los campos IBS y OBS se proyectan en ese eje). Los campos OBS y SCA se desplazan con respecto a IBS para facilitar la visualización. En el gráfico se puede ver que los tres sensores J-MAG siguen las mismas variaciones en el campo magnético del viento solar, lo que confirma el buen desempeño de los tres sensores.

 

13 de mayo de 2023, más de tres semanas después de que comenzaran los esfuerzos para implementar la antena Radar de penetración de hielo para exploración de lunas heladas (RIME) de Juice, el brazo de 16 metros de largo finalmente se escapó de su soporte de montaje. Durante el primer intento de extender la antena plegada, solo se desplegaron los primeros segmentos de cada mitad. Los controladores de vuelo sospecharon que un pequeño pasador con problemas atascó los otros segmentos en su lugar. Afortunadamente, los equipos de control de vuelo del centro de control de la misión de la ESA en Darmstadt tenían muchas ideas bajo la manga. Para tratar de cambiar el pasador, sacudieron a Juice usando sus propulsores y luego lo calentaron con la luz del Sol. Todos los días, la antena del RIME mostraba signos de movimiento, pero no una liberación completa.

El 12 de mayo, RIME finalmente cobró vida cuando el equipo de control de vuelo disparó un dispositivo mecánico llamado "actuador no explosivo" (NEA), ubicado en el soporte atascado. Esto provocó un impacto que movió el pasador unos milímetros y permitió que la antena se desplegara. La siguiente imagen muestra el impacto mecánico producido por el disparo del actuador en el soporte de montaje. El actuador se disparó en el momento con la etiqueta 'NEA 6 Release'. La oscilación de amortiguación resultante indica que la antena se suelta y luego se tambalea hacia adelante y hacia atrás antes de estabilizarse en una posición extendida y bloqueada. Pero una parte final de la antena quedó plegada. La confirmación de que la antena RIME se implementó con éxito se produjo solo cuando el equipo de control de vuelo disparó otro actuador en el soporte, lo que provocó que RIME se estirara por completo después de meses plegados para el lanzamiento.

Una vez que el Explorador de lunas heladas de Júpiter (Juice) de la ESA llegue a Júpiter, utilizará RIME para estudiar la estructura de la superficie y el subsuelo de las lunas heladas de Júpiter hasta una profundidad de 9 km. RIME es uno de los diez instrumentos a bordo de Juice para investigar el surgimiento de mundos habitables alrededor de los gigantes gaseosos y la formación de nuestro Sistema Solar.

 

28 de abril de 2023, la antena RIME de penetración de hielo de Juice aún no se ha desplegado según lo planeado. Durante la primera semana de puesta en servicio, surgió un problema con la antena Radar for Icy Moons Exploration (RIME) de 16 metros de largo, que impide que se suelte de su soporte de montaje. El trabajo continúa para liberar el radar y los equipos del centro de control de la misión de la ESA en Darmstadt, Alemania, junto con socios en la ciencia y la industria, tienen muchas ideas bajo la manga.

Cada día la antena RIME muestra más señales de movimiento, visibles en imágenes de la Cámara de Monitoreo de Juice a bordo de la nave espacial con una vista parcial del radar y su montura. Ahora parcialmente extendido pero aún guardado, el radar tiene aproximadamente un tercio de su longitud total prevista. La principal hipótesis actual es que un pequeño alfiler atascado aún no ha dado paso a la liberación de la antena. En este caso, se piensa que solo una cuestión de milímetros podría marcar la diferencia para dejar libre el resto del radar. Todavía hay varias opciones disponibles para empujar el instrumento importante fuera de su posición actual. Los siguientes pasos para desplegar completamente la antena incluyen encender el motor para sacudir un poco la nave espacial, seguido de una serie de rotaciones que harán girar a Juice, calentando la montura y el radar, que actualmente se encuentran en las sombras frías.

Por lo demás, Juice se está desempeñando de manera excelente después de la implementación y operación exitosas de sus paneles solares de misión crítica y su antena de ganancia media, así como su brazo de magnetómetro de 10,6 m.

Con dos meses restantes de la puesta en servicio planificada, hay mucho tiempo para que los equipos lleguen al fondo del problema de implementación de RIME y continúen trabajando en el resto del poderoso conjunto de instrumentos en su camino para investigar el Sistema Solar exterior. Las actualizaciones se compartirán a medida que haya nueva información disponible. El instrumento RIME es un radar de penetración de hielo diseñado para estudiar la estructura de la superficie y el subsuelo de las lunas heladas de Júpiter hasta una profundidad de 9 km.

 

25 de abril de 2023, el explorador de lunas heladas de Júpiter de la ESA, Juice, ha registrado datos de campo magnético mientras se desplegaba su brazo magnetómetro de 10,6 m de largo. Juice se lanzó el 14 de abril, con implementaciones y activación de sus antenas, brazos, sensores e instrumentos en curso durante los próximos meses en un período de verificación dedicado conocido como la fase de puesta en marcha. El boom del magnetómetro de Juice (J-MAG) se desplegó el 21 de abril, cuando Juice estaba a unos 1,7 millones de kilómetros de la Tierra.

El gráfico muestra la magnitud del campo magnético de dos sensores, como lo indican las líneas roja y turquesa, antes (línea plana) y durante el despliegue (líneas curvas). Los dos sensores están montados en el segmento exterior de la pluma y separados por unos 3 m. Las etiquetas OBS e IBS indican los datos de los sensores externos (OBS) e internos (IBS), respectivamente. OBS está montado cerca del final de la pluma de 10,6 m. El lado izquierdo de la gráfica muestra la traza de campo antes del despliegue de la barrera. Los sensores están contra el costado de la nave espacial y OBS está ubicado cerca de dos propulsores de la nave espacial, que son bastante magnéticos, lo que explica la diferencia en las magnitudes de los dos campos.

Las líneas de la trama cambian a medida que ocurre el despliegue del brazo, comenzando justo después de las 14:29:38 GMT y demorando aproximadamente dos segundos. A partir de entonces, las dos magnitudes de campo están en un nivel similar, con tendencia a cero y estable, lo que indica que la barrera ha desplegado los 10,6 m completos y ambos sensores están midiendo el campo de viento solar ambiental. La trama se ha elaborado utilizando calibraciones muy preliminares. La puesta en servicio detallada de los instrumentos comenzará la próxima semana, incluida la operación en sus rangos más sensibles. También verá el primer encendido del tercer sensor J-MAG que medirá la magnitud del campo magnético.

 

15 de abril de 2023, el 11 de abril el Ariane 5 para el vuelo VA260 que lleva la misión Juice de la ESA se ve completamente integrado y listo para su lanzamiento previsto para el 13 de abril de 2023 desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa.

Si el lanzamiento originalmente estaba previsto para el día 13, esto no se pudo producir. El despegue de la primera misión de Europa a Júpiter a bordo de un cohete Ariane 5 se canceló el jueves 13 en la Guayana Francesa debido a un alto riesgo de rayos en el sitio de lanzamiento, lo que retrasó hasta el viernes el inicio del viaje de exploración de la nave espacial JUICE.

Arianespace, el operador comercial del cohete Ariane 5, canceló la cuenta regresiva unos 10 minutos antes de la hora programada de lanzamiento a las 12:15 GMT. Un último informe meteorológico previo al vuelo indicó un alto riesgo de rayos sobre el puerto espacial en Kourou, Guayana Francesa.

Al día siguiente un hubo problema Ariane 5 despegó el viernes 14 de la Guayana Francesa con la sonda científica interplanetaria más pesada jamás lanzada, dando inicio a una misión de la Agencia Espacial Europea de 1700 millones de $ en una búsqueda de una década a las lunas heladas de Júpiter en busca de entornos que podrían ser habitables para la vida. La misión Jupiter Icy Moons Explorer despegó a las 12:14:36 GMT para comenzar un viaje de ocho años al planeta más grande del Sistema Solar. La misión, conocida como JUICE, entrará en órbita alrededor de Júpiter para una serie de sobrevuelos de tres de las lunas más grandes del planeta, luego hará historia al convertirse en la primera nave espacial en orbitar una de las lunas de Júpiter a mediados de la década de 2030.

Tras el lanzamiento y la separación del cohete, el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de la ESA en Darmstadt, Alemania, confirmó la adquisición de la señal a través de la estación terrestre New Norcia en Australia a las 13:04 GMT. Los vastos paneles solares de 27 m de largo de la nave espacial se desplegaron en sus distintivas formas cruzadas a las 13:33 GMT, asegurando que Juice pueda viajar al Sistema Solar exterior. La finalización de esta operación crítica marcó el lanzamiento como un éxito.

Durante las próximas dos semanas y media, Juice desplegará sus diversas antenas y brazos de instrumentos, incluida la antena de radar de 16 m de largo, el brazo de magnetómetro de 10,6 m de largo y varios otros instrumentos que estudiarán el entorno de Júpiter y el subsuelo del hielo.

La nave espacial JUICE de 5.961 kilogramos viajó al espacio a bordo del cohete Ariane 5 durante casi 28 minutos, obteniendo suficiente impulso de velocidad para escapar de la gravedad de la Tierra y dirigirse al Sistema Solar. Después de separarse de la etapa superior del Ariane 5, JUICE se puso en contacto con una estación terrestre y desplegó sus dos paneles solares generadores de energía, cada una dispuesta en una formación distintiva en forma de cruz.

“¡Tenemos una misión! Volamos a Júpiter”, dijo Andrea Accomazzo, director de operaciones del centro de control de la ESA en Darmstadt, Alemania. “Vamos allí completamente cargados de preguntas”. Los paneles solares son los más grandes jamás construidos para una nave espacial interplanetaria, se extienden casi 27,1 metros de punta a punta con un área de 85 m². Su gran tamaño permitirá que JUICE produzca suficiente energía para la nave espacial y sus instrumentos científicos en Júpiter, unas cinco veces más lejos del Sol que la Tierra. Las 23.560 células solares de la nave espacial generarán 850 vatios de potencia.

“JUICE es una nave espacial a la que le llevó la mayor parte de la última década diseñarse y desarrollarse, y ahora está lista para su lanzamiento sobre el lanzador Ariane 5”, dijo Alessandro Atzei, ingeniero de sistemas de carga útil de la ESA para la misión JUICE. “Entonces, estamos hablando de naves espaciales bastante grandes con muchas características clave que realmente son sorprendentes. La gran antena de alta ganancia, los enormes paneles solares, 85 m² y muchos, muchos brazos desplegables. Entonces, justo después del lanzamiento, será mucho trabajo asegurarse de que todo se implemente correctamente para que podamos comenzar nuestra misión”.

Este par de imágenes captura la rotación de los paneles solares de Jupiter Icy Moons Explorer durante su despliegue después del lanzamiento el 14 de abril. Las imágenes fueron tomadas por la cámara de monitoreo 1 de Juice (JMC1), que está ubicada en el frente de la nave espacial y mira en diagonal hacia arriba en un campo de visión que eventualmente verá antenas desplegadas y, según su orientación, parte de uno de los paneles solares. Debido al agudo ángulo de visión de la cámara, solo se ve una parte de la matriz, en este caso parte del patrón distintivo en forma de cruz de uno de los paneles solares.

Poco después del lanzamiento el 14 de abril, el explorador de lunas heladas de Júpiter de la ESA, Juice, capturó esta impresionante vista de la Tierra. La costa alrededor del Golfo de Adén se puede distinguir a la derecha del centro, con nubes irregulares sobre la tierra y el mar. La imagen fue tomada por la cámara de monitoreo 1 de Juice (JMC1) a las 12:42 GMT, luego del lanzamiento a las 12:14 GMT. Las imágenes JMC proporcionan instantáneas de 1024 x 1024 píxeles. Las imágenes que se muestran aquí se procesan ligeramente con un ajuste de color preliminar.

La cámara de monitoreo de jugo 2 (JMC2) está ubicada en la parte superior de la nave espacial y se coloca para monitorear el despliegue de múltiples etapas de la antena Radar for Icy Moons Exploration (RIME) de 16 m de largo. RIME es un radar de penetración de hielo que se utilizará para sondear de forma remota la estructura del subsuelo de las grandes lunas de Júpiter.

 

 

5 de abril de 2023, durante los últimos días, Juice ha sido trasladado al edificio de montaje final y montado en el cohete Ariane 5 que lo llevará al espacio. Siguiendo estos pasos, Juice se encapsuló dentro del carenado de Ariane 5, donde permanecerá durante el lanzamiento. Esto ocurrió el 4 de abril. Poco después del lanzamiento, el carenado se abrirá y Juice se separará del cohete.

Después de recibir combustible para su lanzamiento en la instalación de procesamiento de materiales peligrosos, el Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA se transfirió al edificio de montaje final. Para permitir la transferencia, primero se adjuntó cuidadosamente Juice al adaptador cónico montado en la plataforma de colchón de aire que vemos en esta imagen. Los operadores vestían trajes de color amarillo brillante para esta tarea; estos se utilizan siempre que se llevan a cabo operaciones peligrosas, por ejemplo, cuando se mueve una nave espacial.

La preparación de la misión de Juice a Júpiter ha implicado pruebas para todo tipo de contingencias, hasta la más pequeña de las escalas. Esta vista microscópica muestra el daño en la superficie de un pequeño interconector plateado después de haber sido expuesto al oxígeno atómico erosivo que se sabe que se encuentra alrededor de la luna de Júpiter, Ganímedes.

El ingeniero de materiales de la ESA, Adrian Tighe, explica: “El oxígeno atómico también se experimenta en la órbita terrestre, debido a que las moléculas de oxígeno se disocian por la radiación ultravioleta del Sol, y todas las misiones en órbita terrestre por debajo de los 1000 km de altitud están diseñadas para resistirlo. De la misma manera, el equipo de Juice necesitaba saber que los materiales susceptibles podrían resistir el oxígeno atómico que la nave espacial encontraría en la fase de órbita elíptica de Ganímedes de la misión”.

Esta prueba se centró en las interconexiones de plata utilizadas en los paneles solares de Juice (conectores de solo unas décimas de milésima de milímetro de grosor) para investigar su susceptibilidad a la exposición al oxígeno atómico combinada con el "ciclado térmico" de baja temperatura (cambios de temperatura rápidos y repetidos). De particular preocupación era el riesgo de que se formaran microfisuras en la plata, lo que podría conducir a fallas.

“La plata es uno de los pocos metales susceptibles a la erosión del oxígeno atómico”, comenta Sam Verstaen del equipo de Juice de la ESA. “Pero la plata también era el metal preferido para estas interconexiones de Juice para mantener la limpieza magnética de la nave espacial, que es esencial para el funcionamiento óptimo de nuestro conjunto de instrumentos científicos in situ”.

Las pruebas se realizaron en la instalación de órbita terrestre baja, LEOX, del Laboratorio de Materiales y Componentes Eléctricos de la ESA, parte del centro técnico ESTEC de la Agencia en los Países Bajos. Una instalación única en Europa, LEOX utiliza un láser para disociar el oxígeno molecular en oxígeno atómico a niveles de energía equivalentes a la velocidad orbital (7,8 km/s) para simular el entorno espacial lo más cerca posible.

El laboratorio también trabajó en muchas otras pruebas relacionadas con Juice, incluida la evaluación de aislamiento de múltiples capas, cintas adhesivas y revestimientos de control térmico. Juice presentó problemas particulares en términos de materiales porque la misión pasará del entorno de alta temperatura de un sobrevuelo de Venus, donde las temperaturas superarán los 200°C, a un entorno mucho más frío alrededor de Júpiter.

 

24 de marzo de 2023, Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA está listo para repostar. Esta imagen muestra la nave espacial saliendo de la Instalación de preparación de carga útil y siendo transferida a la Instalación de procesamiento de productos peligrosos, donde se llevarán a cabo las operaciones de abastecimiento de combustible. Esto marca un hito importante en la campaña de lanzamiento. El lanzamiento está previsto para mediados de abril. Juice es la próxima misión audaz de la humanidad al Sistema Solar exterior. Hará observaciones detalladas del gigante gaseoso Júpiter y sus tres grandes lunas oceánicas: Ganímedes, Calisto y Europa. Esta ambiciosa misión caracterizará estas lunas con un poderoso conjunto de instrumentos de detección remota, geofísicos e in situ para descubrir más sobre estos atractivos destinos como hábitats potenciales para la vida pasada o presente. Juice monitoreará en profundidad el complejo entorno magnético, de radiación y de plasma de Júpiter y su interacción con las lunas, estudiando el sistema de Júpiter como un arquetipo para los sistemas de gigantes gaseosos en todo el Universo.

Juice se está preparando para su lanzamiento en las últimas fotos del puerto espacial europeo en la Guayana Francesa. Aquí, los ingenieros conectan la nave espacial al cilindro dorado que vemos directamente debajo; este 'adaptador de carga útil' conectará Juice al lanzador Ariane 5 que lo llevará al espacio. El proceso consistió en apretar la abrazadera y conectar los cables. Esta actividad marca el inicio de las llamadas 'operaciones combinadas' que la ESA ejecuta junto con Arianespace en el período previo al lanzamiento.

 

18 de marzo de 2023, Hace dos años, se invitó a niños de todo el mundo a crear una obra de arte inspirada en el Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA. La semana pasada, un sueño se hizo realidad para Yaryna, una niña de nueve años, ya que su obra de arte ganadora fue pegada en la punta del poderoso cohete Ariane 5 que llevará a Juice al espacio el próximo mes. “El dibujo fue seleccionado entre más de 2600 entradas de 63 países diferentes”, dice Mónica Talevi, directora del programa de Educación de la ESA. “Este asombroso número muestra cuánto puede emocionarse e inspirarse a la generación más joven con el espacio y la ciencia. Estos niños son nuestro futuro... si algún día se descubre vida en una de las lunas heladas de Júpiter, ¡serán ellos quienes la descubran! Es por eso que ofrecer un aprendizaje inspirador a través de esta competencia y muchas otras iniciativas es tan importante para nosotros”.

La ingeniera de jugos Manuela Baroni explica por qué eligieron esta obra de arte en particular: “Es tan linda, alegre y genuina. Contiene los elementos principales de la misión: Júpiter, las lunas heladas y el propio Juice, pero nos encanta que también contenga la Tierra, lo que destaca la gran cantidad de esfuerzo que todos estamos poniendo. También lo elegimos por las líneas claras. y colores que se verían bien en la parte superior del cohete. Ahora podemos ver que definitivamente fue la elección correcta”. La obra de arte será claramente visible cuando Juice se lance al espacio el 13 de abril desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa. Este lanzamiento inicia un viaje de ocho años al planeta gaseoso gigante y sus tres grandes lunas oceánicas: Ganímedes, Calisto y Europa. La nave espacial explorará la atmósfera tormentosa y el campo magnético gigante de Júpiter, y descubrirá los secretos que se esconden en los océanos helados de las lunas.

La etapa superior del cohete Ariane 5 que lanzará la misión Juice de la ESA a Júpiter se ve aquí preparándose para izarse sobre la etapa central y los propulsores en el edificio de ensamblaje del lanzador en el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa. Luego, el propio Juice se llenará de combustible, se sellará dentro de su carenado protector y se montará listo para su lanzamiento a la plataforma de lanzamiento un par de días antes del despegue, programado para el 13 de abril de 2023.

Con la adición de su etapa superior, el cohete Ariane 5 que lanzará la misión Juice de la ESA a Júpiter está tomando forma en el edificio de ensamblaje del lanzador en el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. A continuación, se cargará el combustible de Juice, se sellará dentro de su carenado protector y se montará sobre el Ariane 5 para estar listo para el lanzamiento a la plataforma de lanzamiento un par de días antes del despegue. Al igual que con otras campañas de lanzamiento de Ariane 5, los componentes se transportaron por barco desde los sitios de fabricación en Europa antes de la preparación y el montaje vertical en el puerto espacial.

 

4 de marzo de 2023, las piezas del Ariane 5 se están uniendo en el edificio de integración del vehículo de lanzamiento (BIL) en el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa en preparación para el lanzamiento del Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA. En esta imagen, el núcleo central del cohete se eleva a la mesa de lanzamiento. La mesa de lanzamiento se utiliza para transportar el Ariane 5 entre el BIL, el edificio de montaje final y la plataforma de lanzamiento. El ingeniero en el centro de la imagen da una idea del tamaño de esta etapa central: con 5,4 m de diámetro y 30,5 m de altura, es comparable al tronco de un gran roble. En el momento del lanzamiento, contendrá 175 t de propulsores de oxígeno líquido e hidrógeno líquido, con su motor Vulcain 2 proporciona 140 t de empuje.

Esta semana, se colocarán dos propulsores en la mesa de lanzamiento y se anclarán a ambos lados del escenario central. Cada booster mide 3 m de diámetro y 31 m de altura. Tras el anclaje, los ingenieros realizarán comprobaciones mecánicas y eléctricas. El correcto funcionamiento de estos propulsores es vital para llevar a Juice al espacio: cada uno contiene 240 t de propulsor sólido y juntos proporcionan el 90% del empuje en el despegue.

En la cuenta regresiva para el lanzamiento, el motor Vulcain 2 del Ariane 5 se enciende primero. Unos segundos más tarde, cuando alcanza su nivel operativo nominal, los dos propulsores se disparan para lograr un empuje de alrededor de 1364 t en el despegue.

Estas actividades marcan el comienzo de una campaña de seis semanas para preparar el Ariane 5 para su lanzamiento el 13 de abril. Funciona en paralelo con los equipos que preparan Juice para el lanzamiento, que comenzó tres semanas antes. El 1 de abril, Juice se colocará en el Ariane 5 antes de ser encapsulado el 4 de abril. Todo el sistema se desplegará en la plataforma de lanzamiento el 11 de abril.

 

9 de febrero de 2023, la misión de la ESA para explorar Júpiter y sus lunas más grandes ha llegado con seguridad al puerto espacial europeo en la Guayana Francesa, donde ya están en marcha los preparativos finales para su lanzamiento en abril. El Jupiter Icy Moons Explorer, más conocido como Juice, llegó el 8 de febrero al aeropuerto Félix Eboué en Cayenne en un vuelo de carga especial An-124 de Antonov Airlines desde Toulouse, Francia, donde el contratista principal Airbus completó un proceso de concepto de casi una década. diseño, ensayo y construcción. Ahora, la nave espacial se someterá a pruebas e inspecciones finales por parte de ingenieros de la ESA y Airbus antes de que se llene de combustible y se monte en su cohete Ariane 5.

El lanzamiento a mediados de abril abrirá un viaje de ocho años a Júpiter. Con un conjunto de 10 instrumentos, la misión de Juice es estudiar las grandes lunas heladas de Júpiter que contienen océanos. Los objetivos incluyen aprender cómo estos mundos podrían albergar vida y estudiar el sistema de Júpiter como modelo para entornos complejos alrededor de planetas gigantes gaseosos en todo el Universo. Júpiter está más de cinco veces más lejos del Sol que nuestra Tierra, por lo que llegar allí es un gran desafío. Después del lanzamiento, una serie de sobrevuelos asistidos por gravedad de la Tierra y Venus le darán a Juice la velocidad y la dirección que necesita para volar más allá del cinturón de asteroides y llegar al planeta más grande de nuestro Sistema Solar.

Tras su llegada a Júpiter en 2031, Juice será guiado a través de otros 35 sobrevuelos de las lunas del gigante gaseoso para explorar sus principales objetivos: Calisto, Europa y Ganímedes. La misión concluirá con un estudio extenso de Ganímedes: en 2034 se convertirá en la primera nave espacial en orbitar una luna que no sea la Tierra. Volar una ruta tan compleja a lo largo de una distancia enorme y, lo que es más importante, llevar a casa los datos de Juice, será una prueba extrema de las técnicas de navegación. Los controladores de la misión en el Centro Europeo de Control de Operaciones Espaciales (ESOC) de la ESA en Darmstadt, Alemania, dependerán de la red Estrack de antenas de espacio profundo en España, Argentina y Australia.

El propio lanzamiento pondrá fin a una larga tradición de misiones científicas de la ESA que parten de un cohete Ariane 5, incluidas Rosetta y BepiColombo. Más recientemente, Ariane 5 envió el telescopio espacial James Webb al espacio profundo para la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense el día de Navidad de 2021.

 

20 de enero de 2023, una placa conmemorativa que celebra el descubrimiento por Galileo de las lunas de Júpiter ha sido colocada en Juice. La nave espacial acaba de completar sus pruebas finales antes de partir de Toulouse, Francia, hacia el puerto espacial europeo para realizar la cuenta regresiva hasta un lanzamiento en abril. Como parte de los preparativos finales, se colocó una placa conmemorativa en la nave espacial como tributo al astrónomo italiano Galileo Galilei, quien fue el primero en ver Júpiter y sus cuatro lunas más grandes a través de un telescopio en enero de 1610. Su observación de que las lunas cambiaban de posición de noche a noche anuló la idea de largo tiempo de que todo en los cielos giraba alrededor de la Tierra. Las lunas, Io, Europa, Ganímedes y Calisto, se conocerían colectivamente como los satélites galileanos en su honor.

La placa, que reproduce varias páginas del Sidereus Nuncius de Galileo donde describe sus observaciones de las lunas, se mostró en Airbus Toulouse hoy. Después del evento, la nave espacial se empaquetará para su vuelo transatlántico a la Guayana Francesa, donde estará lista para su lanzamiento en un Ariane 5 desde el puerto espacial europeo. La placa presenta imágenes de las primeras observaciones de Galileo Galilei de Júpiter y sus lunas de una copia del Sidereus Nuncius alojado en la biblioteca del Museo Astronómico y Copernicano, en la sede del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) en Roma, Italia. La copia es una de las primeras 550 impresas en 1610 en Venecia.

“Descubrir la placa es un momento hermoso en este intenso capítulo que prepara la nave espacial para el lanzamiento”, dice Giuseppe Sarri, gerente de proyectos de Juice de la ESA. “No es solo una oportunidad para hacer una pausa y reflexionar sobre el arduo trabajo de décadas que se ha realizado para concebir, construir y probar la nave espacial, sino también para celebrar la curiosidad y el asombro de todos los que alguna vez contemplaron a Júpiter en el cielo nocturno y reflexionamos sobre nuestros orígenes: la inspiración detrás de esta misión”.

La ESA y sus socios internacionales están casi listos para enviar a Juice en su búsqueda para explorar este fascinante planeta e intrigantes lunas. Con su conjunto de poderosos instrumentos, Juice verá a Júpiter y sus lunas de una manera que Galileo ni siquiera podría haber soñado. Los datos devueltos por la nave espacial servirán a muchas generaciones futuras de científicos decididos a descubrir los misterios del sistema joviano y su lugar en la evolución de nuestro Sistema Solar. "A medida que se acerca rápidamente la partida de Juice para el sitio de lanzamiento, recordamos su largo viaje terrestre a través de varios sitios de Airbus en Europa hacia la integración final y más de 500 empleados de Airbus que prepararon la nave espacial para su crucero de ocho años", dice Cyril Cavel, Proyecto de jugo. Gerente en Airbus Defence and Space. “Ha sido una aventura increíble, junto con más de 80 empresas de toda Europa, dar vida a la visión de la ESA y, en última instancia, estudiar Júpiter y sus lunas heladas en profundidad”.

Solo en las últimas semanas se han concluido tres hitos importantes. En diciembre, la nave espacial completó una prueba final de vacío térmico necesaria para confirmar que está lista para las duras temperaturas infligidas por el entorno espacial. La semana pasada, una 'Prueba de validación del sistema' final vio la nave espacial, ubicada en Toulouse, 'conectada' al control de la misión en el Centro de Operaciones Espaciales (ESOC) de la ESA en Darmstadt, Alemania, para simular las primeras actividades después del lanzamiento cuando los diversos sistemas, componentes de Juice y apéndices se desplegarán, con la versión final del software de vuelo Finalmente, y lo más importante, el 18 de enero, la Revisión de Calificación y Aceptación confirmó la disposición para seguir adelante con los preparativos de lanzamiento en el Puerto Espacial.

Después del lanzamiento, Juice volará en un curso de ocho años a través del Sistema Solar, su camino marcado con la asistencia de la gravedad de la Tierra y Venus para lanzarlo hacia Júpiter. Dependiendo del día exacto en que se lance, y dependiendo de la geometría del Sistema Solar en ese día, Juice podría realizar la primera asistencia de gravedad de la Tierra-Luna. Esto vería a la misión realizar un sobrevuelo de la Luna y solo un día después un sobrevuelo de la Tierra.

Una vez que llegue al sistema de Júpiter, Juice se enfrentará a un entorno de radiación y temperatura severas, a cientos de millones de kilómetros de la Tierra, para recopilar datos que descubrirán los misterios del entorno complejo del planeta y las lunas con océanos. Para volar por un camino tan complejo desde una distancia tan enorme, y de manera vital, para llevar los datos de Juice a casa, se requerirán técnicas de navegación extremas, que dependen de la red Estrack de antenas de espacio profundo de la ESA en España, Argentina y Australia, controladas de forma remota desde ESOC.

 

3 de enero de 2023, entramos en el año importante para Juice, pronto deberá ser enviado a la base de lanzamientos del ESA para su acondicionamiento y por lo tanto para el disparo hacia Júpiter. Pero claro, antes deberá hacer un viaje por nuestro Sistema Solar de varios años.

La nave espacial se lanzará en un Ariane 5 en abril de 2023 en un viaje de ocho años que incluye sobrevuelos asistidos por gravedad de la Tierra y Venus antes de llegar al sistema de Júpiter en 2031. Orbitará alrededor de Júpiter y hará 35 sobrevuelos de las tres lunas grandes antes de cambiar de órbita. En una exploración espacial primera en realizar un atrevido y singular estudio de Ganímedes desde la órbita. Ya sea que se inspire en los cremosos remolinos de la atmósfera de Júpiter, en la estructura en capas de las lunas de hielo o en las desafiantes operaciones necesarias para volar hacia y alrededor del entorno espacial extremo del sistema de Júpiter, esperamos ver cómo se desarrolla la misión.

El evento del lanzamiento puede tener lugar en cualquier momento en la ventana de disparo del 5 al 30 de abril. Las fechas de lanzamiento son dinámicas y pueden cambiar incluso en el último minuto.