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Octubre 11, 2017: Reconstruyendo la zambullida de Cassini en Saturno

NASA's Cassini spacecraft is shown during its Sept. 15, 2017
La nave espacial Cassini de la NASA se muestra durante el 15 de septiembre de 2017, sumergiéndose en la atmósfera de Saturno en la representación de este artista. Crédito: NASA/JPL-Caltech

A medida que la nave espacial Cassini de la NASA hizo su fatídica inmersión en la atmósfera superior de Saturno el 15 de septiembre, la nave espacial fue la transmisión en vivo datos de ocho de sus instrumentos científicos, junto con lecturas de una variedad de sistemas de ingeniería. Mientras que el análisis de los datos científicos de la caída final llevará algún tiempo, los ingenieros de Cassini ya tienen una comprensión bastante clara de cómo la nave se comportó a medida que entraba. Los datos son útiles para evaluar los modelos de la atmósfera de Saturno el equipo utilizado para predecir el comportamiento de la nave espacial en el fin de la misión, y ayudan a proporcionar una línea de base para planificar futuras misiones a Saturno.

El jefe entre estos datos de ingeniería, o telemetría, son mediciones que indican el rendimiento de los pequeños impulsores de control de actitud de la nave espacial. Cada propulsor era capaz de producir una fuerza de la mitad de un neutonio, que es áspero equivalente al peso de una pelota de tenis en la Tierra.

Durante los últimos momentos de su caída, Cassini viajaba por la atmósfera de Saturno, que era casi la misma densidad que el tenue gas donde la Estación Espacial Internacional orbita sobre la Tierra. En otras palabras, apenas hay aire allí. A pesar del hecho de que esta presión de aire está cerca de ser un vacío, Cassini viajaba alrededor de 4,5 veces más rápido que la Estación Espacial. La velocidad más alta multiplicó grandemente la fuerza, o la presión dinámica, que la atmósfera fina ejercida en Cassini. Es como la diferencia entre tener la mano fuera de la ventana de un auto moviéndose a 15 mph frente a un movimiento a 65 mph.

Los datos muestran que a medida que Cassini comenzó su acercamiento final, en la hora antes de la entrada atmosférica estaba sutilmente oscilando de un lado a otro por fracciones de un grado, suavemente pulsando sus propulsores cada pocos minutos para mantener su antena apuntando a la Tierra. La única fuerza perturbadora en ese momento fue un ligero tirón de la gravedad de Saturno que trató de girar la nave espacial.

"Para mantener la antena apuntada a la Tierra, usamos lo que se llama ' Bang-Bang control '", dijo Julie Webster, jefe de operaciones de naves espaciales de la NASA en el Laboratorio de Propulsión Jet, en Pasadena, California. "Le damos a la nave espacial un rango estrecho sobre el cual puede girar, y cuando choca contra ese límite en una dirección, dispara a un propulsor para que se vuelque hacia el otro lado". (esta gama era de hecho pequeña: apenas dos milirradianes, que iguala 0,1 grados.) La demostración reconstruida de los datos Cassini estaba corrigiendo sutilmente su orientación de esta manera hasta cerca de tres minutos antes de la pérdida de señal.)

En este punto, alrededor de 1.200 millas (1.900 kilómetros) por encima de las nubes, la nave espacial comenzó a encontrar la atmósfera de Saturno. Cassini se acercó a Saturno con su auge de Magnetómetro de 36 pies de largo (11 metros) que apunta desde el lado de la nave espacial. El gas tenue comenzó a empujar contra el auge como una palanca, lo que obligó a girar ligeramente hacia la dirección de popa (o hacia atrás). En respuesta, los propulsores dispararon chorros de gas correctivos para evitar que el boom gire más lejos. Durante los dos minutos siguientes, como los ingenieros habían pronosticado, los impulsores empezaron a disparar más tiempo, pulsos más frecuentes. La batalla con Saturno había comenzado.

Con sus propulsores disparando casi continuamente, la nave espacial mantuvo su propio por 91 segundos contra la atmósfera de Saturno--los propulsores alcanzaron el 100 por ciento de su capacidad durante los 20 segundos pasados o tan antes de que la señal fuera perdida. Los últimos ocho segundos de datos muestran que Cassini empezó a inclinarse lentamente hacia atrás. Como sucedió esto, la señal de radio estrechamente enfocada de la antena comenzó a apuntar lejos de la Tierra, y 83 minutos más adelante (el tiempo del recorrido para una señal de Saturno), la voz de Cassini desapareció de los monitores en el control de la misión de JPL. En primer lugar, los datos de telemetría desaparecieron, dejando sólo una señal de portadora de radio. Luego, 24 segundos después de la pérdida de telemetría, silencio.

Estos datos explican por qué aquellos que miran la señal--apareciendo como un pico verde alto en una trama onduladas de la radiofrecuencia de Cassini--en el control de la misión y viven en la televisión de la NASA--vieron lo que parecía ser un corto indulto, casi como si la nave espacial estuviera haciendo un breve comeb ACK. La espiga de la señal comenzó a disminuir durante unos segundos, pero luego se levantó brevemente de nuevo antes de desaparecer con la finalidad.

"No, no fue un regreso." Sólo un lóbulo lateral de la antena de radio patrón de haz, "dijo Webster. Esencialmente, el respiro era una parte no enfocada de la señal de radio de otra manera estrecha que giraba a la vista cuando la nave espacial comenzó a volcar lentamente.

"Dado que Cassini no estaba diseñado para volar a una atmósfera planetaria, es notable que la nave espacial se mantuvo en el tiempo que lo hizo, permitiendo que sus instrumentos científicos enviaran datos al último segundo", dijo Earl maíz, Director de proyectos de Cassini en JPL. "Fue una nave sólidamente construida, e hizo todo lo que le pedimos."
This animation shows the last 30 seconds of Cassini's X- and S-band radio signals as they disappeared from mission control on Sept. 15, 2017.
Esta animación muestra los últimos 30 segundos de las señales de radio de la banda X y S de Cassini, ya que desaparecieron del control de la misión el 15 de septiembre de 2017. El video ha sido acelerado por un factor de dos. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión Jet de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, dirige la misión para la dirección de la misión científica de la NASA, Washington. JPL diseñó, desarrolló y montó el orbiter de Cassini.

Contacto de prensa
Preston Dyches
Laboratorio de propulsión jet, Pasadena, Calif.
818-354-7013

Traducción: El Quelonio Volador


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