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Así se evitó la colisión del telescopio espacial Fermi

Estuvo a punto de chocar con el satélite espía soviético de la Guerra Fría Cosmos 1805

Científicos de la NASA no reciben noticias a menudo de que su nave está en riesgo de chocar contra otro satélite. Pero cuando Julie McEnery, científica del proyecto para el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA, comprobó su correo electrónico el 29 de marzo de 2012, se encontró exactamente frente a esta situación. Aunque Fermi está en buena forma hoy, continuando con su misión de cartografiar la alta energía luminosa en el universo, la historia de cómo se evitó un potencial desastre ofrece un mirada a un aspecto subestimado de la gestión de una misión espacial: el control del tráfico orbital.
Cuando McEnery leía su bandeja de entrada, vio un informe generado automáticamente desde el NASA's Robotic Conjunction Assessment Risk Analysis (CARA), ubicado en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Md. El escaneado del documento descubrió que Fermi estaba tan sólo a una semana de distancia de un inusual encuentro cercano con Cosmos 1805, un satélite espía inactivo de la era de la Guerra Fría. Los dos objetos, con una aceleración alrededor de la Tierra a miles de kilómetros por hora en órbitas casi perpendiculares, se esperaba que se separasen entre sí por apenas 700 pies (unos 200 metros). "Mi primera reacción fue, Wow, esto es diferente a cualquier cosa que hayamos visto antes!", recordó McEnery. Aunque la previsión indicaba que por los pelos, los operadores de satélites han aprendido por las malas que no pueden ser demasiado confiados. Las incertidumbres en la predicción de una semana de las posiciones espaciales pueden ser en el futuro mucho mayores que las distancias previstas para su máxima aproximación. Esto fue demostrado más dramáticamente el 10 de febrero de 2009, cuando un estudio reveló que el Cosmos 2251, un satélite de comunicaciones ruso inactivo, pasaría más tarde en el día a unos 1.900 pies del Iridium 33, un satélite de comunicaciones en funcionamiento. A la hora prevista de aproximación, se perdió todo contacto con Iridium 33. El radar reveló nubes de escombros que viajaban a lo largo de las órbitas de los dos satélites, lo que confirmó la primera colisión conocida de satélite contra satélite. El accidente generó miles de fragmentos lo suficientemente grandes como para ser rastreados y muchas piezas más pequeñas que evaden la detección. Gran parte de los restos de naves espaciales siguen siendo un peligro para las que están funcionamiento, ya que sólo un 20 por ciento de las piezas objeto de control han vuelto a entrar en la atmósfera.

Escombros de satélites en el espacio

Con una velocidad relativa de Fermi de 27,000 mph, un impacto directo con el Cosmos 1805 de 3.100 libras liberaría tanta energía como dos toneladas y media de explosivos, destruyendo ambas naves. A pesar del aparente hacinamiento en la órbita terrestre, por lo general hay una gran cantidad de espacio entre los objetos individuales. Acercamientos - también conocidos como conjunciones - con fragmentos, cuerpos de cohetes y cargas activas son eventos poco frecuentes. Por otra parte, algunas de las conjunciones posibles identificadas una semana en el futuro llegaron a materializarse. "Es similar a la previsión de lluvia en un momento específico y con una semana de anticipación", dijo Eric Stoneking, el ingeniero jefe de control de actitud de Fermi en el Goddard. "A medida que se acerca la fecha, disminuyen las incertidumbres en la predicción y la imagen inicial puede cambiar dramáticamente". En dos ocasiones anteriores, el equipo de Fermi había sido alertado de posibles conjunciones, y en ambas ocasiones las amenazas se evaporaron. Era posible que el encuentro con el Cosmos 1805 desaparecería también, y las observaciones de la nave espacial podrían continuar sin interrupción. Pero la actualización del viernes 30 de marzo indicaba lo contrario. Los satélites ocuparían el mismo punto en el espacio dentro de 30 milisegundos de diferencia. "Estaba claro que teníamos que estar listos para sacar a Fermi fuera del camino, y ahí es cuando me avisó nuestro equipo de dinámica vuelo que estaban planeando una maniobra" dijo McEnery. La única manera de lograr esto era encender los propulsores diseñados para asegurar que Fermi no representaría una amenaza a otro satélite. Pensados para su uso al final de la vida útil de Fermi, los propulsores fueron diseñados para sacarle de la órbita y dejar que se queme en la atmósfera. Debido a un fallo de este sistema, como una fuga de propelente o una explosión, la misión de Fermi podría haber terminado antes de tiempo, los propulsores nunca habían sido probados, añadiendo una nueva fuente de ansiedad para McEnery. "No se puede dejar de estar nervioso pensando acerca de los fluidos inflamables dirigirse por tuberías que nunca habían trabajado antes", dijo. "Pero después de haber hecho esto, ahora sabemos que el sistema funciona tal como fue diseñado, y eso nos da confianza si necesitamos maniobrar de nuevo en el futuro".

telescopio espacial Fermi

El equipo de Goddard CARA determinó qué empujón tan grande necesitaría Fermi para mitigar la amenaza. Trabajando con el Centro de Operaciones del espacio articular (JSpOC) en Vandenberg Air Force Base en California, los científicos de CARA también comprobaron que la nueva órbita proyectada no pondría a Fermi en curso de conjunción con otro objeto. El Equipo de Operaciones de vuelo seleccionó posibles tiempos para la primera maniobra y, por si acaso, hasta tres adicionales. Durante el fin de semana, los radares y sensores ópticos de la Red de Vigilancia Espacial de EE.UU. continuaron vigilando a Cosmos 1805 y cualquier otro objeto artificial más grande de 4 pulgadas de ancho en la órbita terrestre. De los 17.000 objetos actualmente rastreados, sólo el 7 por ciento son satélites activos. Una vez al día, JSpOC analiza las órbitas actualizadas, busca posibles conjunciones una semana o más en el futuro, y notifica al equipo de Goddard CARA de los acontecimientos relacionados con misiones robóticas de la NASA. Otro grupo en el Johnson Space Flight Center de la NASA en Houston realiza la misma función para todas las naves que transportan a los astronautas, incluyendo la Estación Espacial Internacional. El martes 3 de abril la amenaza no se habían retirado aún y todos los planes estaban dispuestos para encender los propulsores de Fermi. Poco después del mediodía hora del este, la nave dejó de explorar el cielo y se orientó a lo largo de la dirección de la marcha. Luego aparcó sus paneles solares y escondió su antena de alta ganancia para protegerlos de los gases de escape del propulsor. "La maniobra, que fue realizada por la propia nave espacial sobre la base de los procedimientos que hemos desarrollado hace mucho tiempo, era muy sencilla, basta con disparar los propulsores durante un segundo", explica Stoneking. "Había un montón de suspenso y tensión mientras se realizaba, pero una vez que terminó, suspiramos con alivio de que todo había ido bien". A las 13:00, Fermi había vuelto a su trabajo para la ciencia. Unas horas más tarde, los diferentes equipos se reunieron para evaluar los resultados de la maniobra y determinar si se necesitaría otra. Cuando las dos naves llegaron al día siguiente a su tan esperado encuentro, se separaban por un cómodo margen de 6 millas, sin otras acciones necesarias. El año pasado, el equipo de Goddard CARA participó en las maniobras anticolisión para otras siete misiones. Un mes antes de que saliese a la luz la conjunción de Fermi, el Landsat 7 esquivó piezas del Fengyun-1C, un satélite meteorológico chino deliberadamente destruido en 2007 como parte de una prueba militar. Y en mayo y octubre, respectivamente, los satélites de observación terrestre Aura y CALIPSO de la NASA tomaron medidas para evitar fragmentos del Cosmos 2251. Referencias: › USA Space Debris Environment, Operations, and Modeling Updates, February 2013 (pdf)NASA's Orbital Debris Program OfficeLimiting Future Collision Risk to Spacecraft: An Assessment of NASA's Meteoroid and Orbiting Debris ProgramsCosmos 1805 information in the National Space Science Data Center's Master CatalogNASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope
Modificado por última vez enSábado, 07 Noviembre 2015 21:19