LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

  PROYECTO AIDA: DART & HERA MISSIONS

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PROYECTO AIDA: DESVIARAN UN ASTEROIDE DE SU TRAYECTORIA (DESARROLLO DE LAS MISIONES)

 

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Abril de 2021, Juventas, del tamaño de una caja de zapatos, serán transportadas al sistema de doble asteroide Didymos por la misión Hera de la ESA. Una vez que vuele libremente en el espacio, Juventas desplegará una antena cruzada para realizar un escaneo de radar de baja frecuencia hasta 100 m de profundidad dentro del más pequeño de los dos asteroides, Dimorphos. Estas bajas frecuencias dan como resultado longitudes de onda largas de alrededor de 6 m, demasiado largas para la mayoría de las instalaciones de medición en interiores.

“Para verificar las características de la antena, realizamos esta prueba aérea con el apoyo de la compañía de drones Hexapilots”, señala Martin Laabs de la Cátedra de Ingeniería de Radiofrecuencia y Fotónica de la Universidad Técnica de Dresde en Alemania. “Para obtener las mediciones más precisas de las propiedades de radiación de las antenas, tenían que estar lo más lejos posible de otros objetos, por lo que el modelo de Juventas se colgó a 10 m del dron, que voló hasta 50 m en el cielo".

Las pruebas les permitieron evaluar la cantidad de potencia radiada de las antenas en comparación con el modelado de radiofrecuencia, y también evaluar a qué altitud se cortarían las interferencias de los reflejos del suelo. TU Dresden está trabajando en la colocación de antenas, la amplificación y la simulación de rendimiento para el instrumento de radar de Juventas, mientras que Astronika en Polonia está construyendo las antenas y EmTroniX en Luxemburgo está desarrollando el sistema de generación de señales. La misión general de la Juventas la dirige GomSpace para la ESA. El instrumento de radar de Juventas, o JURA, es supervisado científica y técnicamente por Alain Hérique del Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble de Francia (IPAG) en la Université Grenoble Alpes y Dirk Plettemeier de TU Dresden.

 

Marzo de 2021, la misión DART, la primera demostración de vuelo de la NASA para la defensa planetaria, busca probar y validar un método para proteger la Tierra en caso de una amenaza de impacto de asteroide. La misión tiene como objetivo cambiar la órbita de un asteroide a través del impacto cinético, específicamente, al impactar una nave espacial en el miembro más pequeño del sistema de asteroides binarios Didymos para cambiar su velocidad orbital. A solicitud del liderazgo sénior de la Dirección de Misión Científica (SMD), se realizó una evaluación de riesgos en el cronograma del proyecto DART para determinar la viabilidad de la primaria (21 de julio de 2021 al 24 de agosto de 2021) y secundaria (24 de noviembre de 2021 a febrero 15, 2022) períodos de lanzamiento. Con base en los resultados de esta evaluación, SMD determinó que el período de lanzamiento principal ya no es viable y ha dirigido al proyecto DART a perseguir su ventana de lanzamiento secundaria. El proyecto DART está trabajando actualmente con SpaceX y el Programa de Servicios de Lanzamiento (LSP) de la NASA para identificar la oportunidad de lanzamiento más temprana posible dentro de esta ventana secundaria.

Esta decisión, en parte, se debe a los desafíos técnicos asociados con dos componentes de misión crítica: el generador de imágenes Didymos Reconnaissance y Asteroid Camera for Optical-navigation (DRACO), que debe reforzarse para garantizar que resista el estrés del lanzamiento, y el roll-out de los paneles solares (ROSA), que se retrasan debido a los impactos en la cadena de suministro que resultan, entre otros, de la pandemia de COVID-19.

"En la NASA, el éxito y la seguridad de la misión son de suma importancia, y después de una cuidadosa evaluación de riesgos, quedó claro que DART no podría lanzarse de manera factible y segura dentro de la ventana de lanzamiento principal", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas en Sede de la NASA en Washington. “Para garantizar que DART esté preparado para el éxito de la misión, la NASA ordenó al equipo que buscara la oportunidad de lanzamiento más temprana posible durante la ventana de lanzamiento secundaria, para permitir más tiempo para las pruebas DRACO y la entrega de ROSA, y proporcionar un entorno de trabajo seguro durante la pandemia COVID-19”.

DART aún llegará al sistema de asteroides binarios Didymos dentro de unos días de la fecha de impacto originalmente programada del 30 de septiembre de 2022 y llevará a cabo su prueba de impacto cinético en la luna Dimorphos como estaba planeado.

 

Febrero de 2021, a medida que continúan la integración y las pruebas en la nave espacial, el equipo de investigación de DART ha iniciado la última campaña de observación previa al lanzamiento de la misión, utilizando poderosos telescopios ubicados en todo el mundo, para echar un vistazo al sistema de asteroides que DART encontrará. La campaña de observación, que comenzó oficialmente el 10 de diciembre de 2020, es una de las últimas oportunidades para ver el sistema de asteroides dobles que comprende Didymos y su pequeña luna orbital, Dimorphos. En 2022, DART golpeará a este último, una roca de unos 160 metros de diámetro, y se espera que cambie su período orbital alrededor de Didymos en unos 10 minutos, demostrando así un método eficaz de defensa planetaria. No sabemos realmente cómo es el objetivo de DART.

De hecho, se sabe poco sobre el asteroide que DART pretende atacar. Incluso la forma y estructura exactas de Dimorphos siguen siendo un misterio. Lo que los científicos saben es bastante limitado y se basa en gran medida en un modelado y simulación extensos y en observaciones periódicas del telescopio, que ayudan a caracterizar aún más el comportamiento del sistema de asteroides. Durante los próximos dos meses, el sistema Didymos estará más cerca de la Tierra hasta el verano de 2022, lo que permitirá ver con la ayuda de telescopios. Incluso entonces, Didymos y Dimorphos seguirán apareciendo como poco más que un punto de luz incluso a través de los telescopios más poderosos. Pero de acuerdo con el codirector del equipo de investigación de DART, Andy Rivkin, está bien.

"Lo que estamos buscando es la curva de luz y medir el cambio en ese brillo", dijo Rivkin, del Sector de Exploración Espacial de APL, que participa en la campaña de observación desde Maryland. Los cambios de brillo indican cuándo la luna más pequeña, Dimorphos, pasa por delante o se oculta detrás de Didymos desde el punto de vista de la Tierra. El conocimiento preciso del período orbital de Dimorphos, o cuánto tiempo se tarda en hacer un viaje alrededor del cuerpo más grande, es esencial para la misión DART. Las observaciones repetidas del sistema permiten predicciones más precisas de dónde se encuentra Dimorphos en un momento dado, incluido el momento del impacto. Estas observaciones ayudarán a los científicos a determinar la ubicación de ambos asteroides e informar el momento exacto del impacto de DART para maximizar la desviación. "Nos gustaría golpear a Dimorphos de frente, pero también debemos tener en cuenta la hora del día en la Tierra por razones de comunicación con [la nave espacial]. DART solo transportará una cantidad limitada de combustible, por lo que no será capaz de cambiar demasiado su hora de llegada después del lanzamiento, por lo que debemos decidir la hora de llegada en los próximos meses. Eso significa que debemos mejorar nuestro conocimiento de la órbita de Dimorphos ahora".

En su Revisión Preambiental (PER), realizada el 7, 8 y 11 de enero, el equipo de DART presentó una descripción general completa de la misión a un panel de expertos y evaluadores independientes de la NASA y APL, que está construyendo y administrando la misión para la NASA, compartió el estado más reciente sobre la planificación de DART, así como las pruebas y el desarrollo de naves espaciales. El panel felicitó al equipo de DART por su progreso, especialmente su trabajo en medio de una pandemia.

Con PER completo, la misión recibió luz verde para seguir adelante con las pruebas ambientales. La nave espacial DART se trasladó a una cámara de vacío térmico APL, donde pasará el próximo mes sometida a temperaturas extremas en preparación para las condiciones que enfrentará en el espacio. Después de que finalicen las pruebas térmicas a principios de la primavera, la nave espacial estará equipada con paneles solares ligeras desplegables y su único instrumento, Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation (DRACO), para pruebas adicionales de vibración y choque. El lanzamiento de DART está programado para finales de este año en un cohete SpaceX Falcon 9 desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California.

 

Noviembre de 2020, Actualmente reuniéndose en una sala limpia en la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL), la nave espacial DART (Double Asteroid Redirection Test) estará equipada con varias tecnologías nuevas. Estas tecnologías se demostrarán en el viaje de DART hacia su objetivo de asteroide Dimorphos, que es parte del sistema de asteroides binarios Didymos.

El equipo de DART levantó el conjunto del soporte del propulsor en la mesa de montaje y lo colocó en la parte superior de la nave espacial, con movimiento delicado y desafiante que requirió varios miembros del equipo para garantizar que todo saliera bien. "Esto tuvo cierto cuidado ya que las líneas de propulsión del propulsor se extendían por debajo de la parte inferior del anillo del soporte y podrían haberse dañado si el levantamiento no se realiza correctamente", dijo Jeremy John de APL, ingeniero principal de propulsión en DART.

A principios de este mes, el equipo de APL que trabaja en la nave espacial DART instaló una de esas tecnologías: el sistema de propulsión de iones NEXT-C (Evolutionary Xenon Thruster-Commercial). Programada para su lanzamiento el próximo verano, la nave espacial DART será la primera demostración de un impactador cinético: una nave espacial deliberadamente dirigida a golpear un asteroide a alta velocidad con el fin de cambiar el movimiento del asteroide en el espacio. La misión DART fue diseñada para demostrar esta capacidad crítica de defensa planetaria.

NEXT-C es un sistema de propulsión eléctrica con energía solar, desarrollado por el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, y Aerojet Rocketdyne en Redmond, Washington, diseñado para mejorar el rendimiento y la eficiencia del combustible en comparación con sus predecesores. Aunque NEXT-C no es el sistema de propulsión principal en DART, su inclusión en la misión permitirá pruebas en vuelo y demostrará el potencial de aplicación a futuras misiones en el espacio profundo.

"La mayor parte de ese proceso fue levantar el conjunto del soporte del propulsor de la mesa de montaje y colocarlo en la parte superior de la nave espacial", dijo Jeremy John de APL, ingeniero principal de propulsión en DART. Una vez que el propulsor NEXT-C se bajó de forma segura sobre el cilindro central de la nave espacial, se instalaron sujetadores para asegurar el propulsor a la nave espacial DART. Luego, el equipo conectó los arneses eléctricos y las líneas de propulsor entre el conjunto del soporte del propulsor y la nave espacial. Con DART equipado con éxito con NEXT-C, ambos sistemas de propulsión ahora están completamente instalados en la nave espacial, y el siguiente paso será someter los sistemas a pruebas ambientales en APL.

Está programado que DART se lance en un cohete SpaceX Falcon 9 desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg, California, a finales del verano de 2021. Es la primera misión de vuelo construida específicamente para la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA.

 

Septiembre de 2020, hoy, la ESA ha adjudicado un contrato de 129,4 millones de euros que cubre el diseño detallado, la fabricación y las pruebas de Hera, la primera misión de la Agencia para la defensa planetaria. Esta ambiciosa misión será la contribución de Europa a un esfuerzo internacional de deflexión de asteroides, destinado a realizar una exploración sostenida de un sistema de doble asteroide.

Hera es la contribución europea a una colaboración internacional de defensa planetaria entre científicos europeos y estadounidenses llamada Asteroid Impact & Deflection Assessment, AIDA. La nave espacial DART, que se lanzará en julio de 2021, primero realizará un impacto cinético en el más pequeño de los dos cuerpos. Hera hará un seguimiento con un estudio detallado posterior al impacto para convertir este experimento a gran escala en una técnica de deflexión de asteroides bien entendida y repetible.

Hera también desplegará los primeros 'CubeSats' de Europa (satélites en miniatura construidos a partir de cajas de 10 cm) en el espacio profundo para el estudio de asteroides de cerca, incluida la primera sonda de radar del interior de un asteroide, utilizando una versión actualizada del sistema de radar que utilizó la nave Rosetta.

Se espera que el impacto cinético de DART en Dimorphos en septiembre de 2022 altere su órbita alrededor de Didymos y cree un cráter sustancial. Este asteroide lunar se convertirá en único, como el primer cuerpo celeste en tener sus características orbitales y físicas intencionalmente alteradas por la intervención humana. Hera llegará al sistema Didymos a finales de 2026, para realizar al menos seis meses de estudio de cerca.

 

Junio de 2020, el destino de la misión Hera del ESA para la defensa planetaria, una pequeña luna de un asteroide, finalmente recibió su nombre oficial. Después de años de apodos informales y designaciones temporales, el más pequeño del par de asteroides Didymos ha sido bautizado formalmente como "Dimorphos" por la Unión Astronómica Internacional. “En el pasado nos hemos referido a él como Didymos-B o Didymoon, pero el objetivo de nuestra misión finalmente tiene un nombre oficial, confirmado por la Unión Astronómica Internacional, IAU", comenta Ian Carnelli, gerente de Hera para el ESA.

En 2022, esta luna será el objetivo de la DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA, la primera demostración a gran escala de una tecnología de desviación de asteroides para defensa planetaria. La misión Hera se lanzará dos años después, para realizar una encuesta de primer plano de Dimorphos, junto con su asteroide padre, tras el impacto de DART. La misión Hera también desplegará dos CubeSats para realizar investigaciones detalladas adicionales, explica el científico de la misión Hera Michael Kueppers: “La Juventas CubeSat será la primera nave espacial en usar un radar de baja frecuencia para escanear la estructura interior de un asteroide. Comprender la estructura interior es un paso fundamental en la interpretación completa del impacto de DART con Dimorphos”.

 

Mayo de 2020, Aerojet Rocketdyne entregó recientemente los sistemas de propulsión química y eléctrica para la misión DART a la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL). El sistema de propulsión química y el sistema de alimentación de xenón de propulsión eléctrica han sido ensamblados e integrados en la estructura de la nave espacial en las instalaciones de Aerojet Rocketdyne en Redmond, Washington. Ahora comenzará la integración del resto de los subsistemas y la prueba final de la nave espacial antes del lanzamiento del próximo año.

DART se lanzará a finales de julio de 2021 desde la Base Vandenberg de la Fuerza Aérea, California, interceptando el cuerpo secundario de Didymos a finales de septiembre de 2022. El sistema de propulsión química de la nave espacial está compuesto por 12 propulsores de hidracina MR-103G, cada uno con 0.1 kilogramos de empuje máximo.

Además de proporcionar el sistema de propulsión química para la nave espacial, el sistema NEXT-C (NASA Evolutionary Xenon Thruster - Commercial) de Aerojet Rocketdyne también se demostrará en la misión. NEXT-C es un sistema de propulsión eléctrica solar de próxima generación, diseñado y construido por Aerojet Rocketdyne basado en tecnología probada por la misión desarrollada en el Centro de Investigación Glenn de la NASA. El sistema NEXT-C completó las pruebas de aceptación e integración en Glenn en febrero. Con una exitosa prueba en vuelo de esta próxima generación de tecnología de motores de iones, DART demostrará su potencial para su aplicación en futuras misiones de la NASA y puede hacer uso de NEXT-C para dos de las maniobras de corrección de trayectoria de la nave espacial planeadas.

 

Mayo de 2020, ¿Cómo nos aseguraremos de que la nave espacial DART (Double Asteroid Redirection Test) esté mirando en la dirección correcta?. El equipo de Orientación, Navegación y Control (GNC) de la misión utilizará una variedad de sensores para comprender hacia dónde apunta la nave espacial en el espacio. Nuestro trabajo es garantizar que los paneles solares apunten al Sol (proporcionando energía a la nave espacial), que la antena esté orientada hacia la Tierra (asegurando las comunicaciones) y que en las últimas horas de la misión, la cámara DRACO apunte hacia Didymos B, permitiendo que DART impacte la pequeña luna de asteroide.

A principios de noviembre de 2019, la Unidad de Medición Inercial de vuelo, un sensor GNC que detecta la aceleración lineal de la nave espacial y su velocidad de rotación, llegó al Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL). El sensor contiene tres acelerómetros y tres giroscopios, que proporcionan las medidas para cada eje de la nave espacial. El software GNC luego usa estas medidas, junto con otros datos del sensor, para comprender los cambios en la orientación de la nave espacial y controlar su actitud. Honeywell Aerospace construyó y calificó unidades similares a esta IMU en miniatura (MIMU) para varias misiones recientes de APL, incluidas STEREO y New Horizons.