Misión STEREO, una década, inolvidable.

Se cumplen diez años del lanzamiento y el comienzo de la fabulosa misión solar STEREO de la NASA, formada por los dos satélites gemelos,  Ahead y Behind.

Stereo_Auto2AImágenes de las sondas Ahead (delante) y Behind (detrás) de STEREO,  previo al lanzamiento. Para hacerse una idea, estas son del tamaño de un frigorífico, y con sus paneles solares extendidos, son del tamaño de un autobús.

El lanzamiento tuvo lugar en la plataforma de lanzamiento 17-B en la estación de la fuerza aérea de Cabo Cañaveral, Florida, a las 08:52 pm EDT del 25 de octubre de 2006 (26 de octubre de 2006 a las 02:52 horas  peninsular española – 00:52 GMT), a bordo de un cohete Delta II de Boeing.

25 minutos después del despegue, las naves se separaron del cohete, y 63 minutos después, las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA de Camberra (Australia), recibieron las primeras señales de las naves, tras confirmar que cada una de las sondas habían desplegado correctamente sus paneles solares.

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Imagen infográfica de la cobertura de la Red del Espacio Profundo DSN (Deep Space Network), conformada por una red internacional de tres complejos de antenas de radio ubicadas aproximadamente a un tercio de la longitud de la Tierra respecto a las otras dos, que sirven como apoyo a misiones interplanetarias de naves espaciales, observaciones astronómicas de radio y de radar, dando cobertura total al espacio. Estas están situadas en: Camberra (Australia), Madrid (España) y Goldstone (Estados Unidos).

Posteriormente ambas se asistieron gravitacionalmente con la Tierra y la Luna  en trayectorias opuestas  y viajaron  rumbo al Sol. Ahead orbíta más rápido que Behind por su órbita más concentrada, al contrario de Behind con una órbita más larga, lo que la convierte ligeramente más lenta.

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Esquema de las órbitas de puesta en fase inicial de la misión STEREO (Crédito de la imagen: NASA, JHU / APL)

STEREO son las siglas de (Solar Terrestrial Relations Observatory), los dos satélites casi idénticos, actualmente continúan orbitando el Sol. Esta misión solar forma parte de las misiones de apoyo al estudio de la Conexión Sol-Tierra, formando parte de la flota HSO (Heliophysics System Observatory).


Esta imagen muestra la flota de satélites HSO (Heliophysics System Observatory), que realizan investigaciones científicas Heliofísicas. Operan simultáneamente para entender la dinámica del sistema solar y por eso se puede considerar como un único observatorio. La experiencia ha demostrado que las combinaciones de estas misiones permiten investigaciones a mayor escala. Este observatorio distribuido, tiene flexibilidad y capacidades que evolucionan con cada nueva misión en marcha. El conocimiento, la información, y los nuevos modelos interpretativos facilitan el camino hacia una nueva comprensión científica y un plus de información para la meteorología espacial. Crédito: NASA

El beneficio principal de la misión, es la imagen  estereoscópica del Sol, es decir, debido a que los satélites se encuentran en diferentes y distantes puntos a lo largo de la órbita de la Tierra,  pueden fotografiar y tomar imágenes de partes del sol que no son visibles desde la Tierra. Esto nos permite controlar y monitorizar directamente la parte posterior del Sol. Los satélites Ahead y Behind supervisan principalmente el otro lado de las eyecciones de masa coronal (CME), y cualquier evento que tenga lugar en el disco solar posterior.

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Primera imagen completa del sol tomada por Ahead y Behind el 1 de junio de 2011 (Crédito de la imagen: NASA)

Antes de STEREO, la detección de las manchas solares en el lado no observable del Sol,  podía hacerse (y continúa usándose) utilizando heliosismología . Desafortunadamente esta técnica sólo proporciona mapas en baja resolución de la actividad en el lado no visible del Sol, otra razón principal de la misión STEREO.

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Imagen por Heliosismología.                                    Imagen STEREO Ahead en 195 Angstrom.

Las dos naves orbítan lejos de la línea Sol-Tierra y derivan 22 ° y -22º por año. Alcanzaron la cuadratura (una separación de 90 grados) el 24 de enero de 2009.  Ambas estaban en oposición (separadas 180º) el 6 de Febrero de 2011, y se acercaron a la línea Sol-Tierra en el lado posterior del Sol hasta la conjunción superior el 22 de Marzo de 2015. Durante la conjunción superior, la sonda Ahead permaneció sin comunicación cuatro meses, restableciéndose posteriormente el pleno contacto.

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Con el tiempo, ambas sondas continuarán para separarse una de la otra a una velocidad combinada de aproximadamente 44º por año, volviendo a pasar por la gama de distintos ángulos. No hay posiciones finales para las naves.

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Estos satélites, como observatorios solares, van equipados con cuatro instrumentos científicos (dos instrumentos, y dos conjuntos de instrumentos, con un total de 13 instrumentos por el observatorio). Todos los instrumentos STEREO, implican la participación y colaboración de los equipos científicos a partir de una serie de instituciones. Esto se aplica al diseño del instrumento y desarrollo, así como a las operaciones de instrumentos, intercambio de datos y análisis.

Espacio de montaje y pruebas de STEREO, en la sala limpia del centro espacial Goddard.

Instrumentos a bordo

SECCHI, IMPACT, PLASTIC y SWAVES, son las herramientas creadas para estudiar  a nuestra estrella en esta misión.

-SECCHI (Sun-Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation). consiste en un conjunto de instrumentos de teledetección: un EUVI (ultravioleta extremo Imager), dos coronógrafos de luz blanca (COR1 y COR2), y un paquete de HI (Heliospheric Imager). Los dispositivos EUVI + COR 1 + COR2 se conocen colectivamente como SCIP (Sun Centered Imaging Package).  El SEB (SECCHI caja de la electrónica) es compatible con todos los instrumentos SECCHI. La masa total del instrumento SECCHI es de 69,3 kg. El objetivo general es estudiar la evolución en 3-D de las CME desde su nacimiento en la superficie del sol a través de la corona y medio interplanetario a su eventual impacto en la Tierra.

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Imagen de SECHHI, con su escudo térmico retirado. Credito:NASA. Leyenda: De izquierda a derecha son el telescopio guía, el COR 1, el EUVI y telescopios COR2. HI1 y HI2 están montados en el exterior del observatorio por separado.
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Imagen del Coronógrafo COR-1 de SECCHI.

-IMPACT (In situ Measurements  of Particles and CME Transcients). La ciencia de investigación de impacto se centra en las conexiones magnéticas al sol y la topología de las perturbaciones interplanetarias relacionadas con las CME interplanetarias, y las partículas energéticas que preceden y acompañan a estas perturbaciones a medida que avanzan hacia la Tierra. IMPACT aborda estos con una combinación de electrones del viento solar y la instrumentación de partículas energéticas solares que, con las mediciones de iones de viento solares del instrumento PLASTIC, proporcionan las idénticas mediciones integrales in situ. 

Componentes de IMPACT:  SWEA (Solar Wind Electron Analyzer), STE (Suprathermal Electron Telescope), MAG (Magnetometer), SEPT (Solar Electron Proton Telescope), SEP (Solar Energetic Particles), SIT (Suprathermal Ion Telescope), LET (Low Energy Telescope) y HET (High Energy Telescope).

-PLASTIC (PLasma and Supra Thermal Ion and Composition). El objetivo de PLASTIC es estudiar el viento solar coronal y  los procesos del viento heliosférico, y medir  iones en el rango de energía por carga de 0,3 a 100 keV / e. El instrumento realiza tres funciones en un solo paquete.

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Imagen de PLASTIC. Credito: NASA.

– SWAVES (STEREO/WAVES). Utiliza tres antenas monopolo Stacer ortogonales entre sí, como sus principales sensores. El objetivo de la investigación de ondas de radio y plasma SWAVES es obtener observaciones únicas y críticas para todos los objetivos científicos primarios de la misión STEREO, la generación de las CME, su evolución y su interacción con la magnetosfera de la Tierra. SWAVES pueden sondar una CME de despegue a la Tierra mediante la detección del choque coronal e interplanetario (IP) de las CME más potentes, proporcionando un perfil radial a través de formación de imágenes espectrales, la determinación de la velocidad radial de aproximadamente 2 Radios solares (desde el centro del sol) para tierra, la medición de la densidad del volumen de la heliosfera entre el sol y la tierra, y la medición de importantes propiedades in situ de la conmoción IP, nube magnética, y la compresión de la densidad en la corriente de viento solar rápido que sigue.

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Todos estos instrumentos de estas sondas gemelas, han aportado y aportan una cantidad de información para la ciencia y la meteorología espacial sin precedentes, complementando datos con el resto del HSO (Heliophysics System Observatory), dando un importante salto cualitativo en la meteorología espacial ayudándonos a pronosticar mejor y con más detalle la llegada de eventos solares como eyecciones de masa coronal o partículas energéticas emitidas por fulguraciones.

La Pérdida de Behind

Pero como en toda misión espacial, hay riesgos obligados y momentos críticos. El 27 de septiembre de 2014, el satélite Behind comenzó una de las secuencias de prueba que ya se habían llevado a cabo con éxito en Ahead. Esta secuencia fue diseñada como prueba, poniendo la nave espacial Behind en el modo seguro  durante el período de interferencias de radio solar, y luego para que vuelva de nuevo a las operaciones normales. Una parte de esta prueba era observar el disparo del temporizador de pérdida de comando de la nave espacial, que restablece la nave si no hay órdenes que se reciban después de tres días. El propósito de esto es  corregir cualquier problema que pudiera estar impidiendo que la nave espacial pueda recibir comandos desde la Tierra. Mientras que la nave está fuera de contacto en el lado más alejado del Sol, este reajuste se produciría cada tres días.

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Por desgracia, el 1 de octubre de 2014, se observó que el temporizador de pérdida de comando en la nave espacial se disparó en el momento esperado, provocando que la nave espacial se vuelva a restablecer. Sin embargo, la señal de radio que se observó inmediatamente después del restablecimiento, era muy débil, y luego se desvaneció rápidamente. Esa fue la última señal recibida desde la sonda Behind. La única información que tiene el control de la misión es de la telemetría limitada extraída de la señal de radio justo antes y justo después de la puesta a cero, y es lo que se conoce hasta el momento, la cual no muestra ningún problema con la nave espacial. Entonces el equipo pensó originalmente que la nave había empezado a girar, y eso causaría la disminución de la cantidad de energía que podría ser generada por los paneles solares.

La NASA utilizó su Red de Espacio Profundo (DSN), la primera semana y luego mensualmente, para tratar de restablecer las comunicaciones.  Después de un silencio de 22 meses, el contacto se recuperó a las 22:27 GMT el 21 de agosto de 2016, cuando la Red de Espacio profundo estableció un bloqueo en Behind durante 2,4 horas.

El análisis posterior de la telemetría recibida, llegó a la conclusión de que la nave estaba en un giro incontrolado de unos tres grados por segundo, y esto es demasiado rápido para ser corregido inmediatamente con el uso de su volante de inercia (utilizado principalmente por la nave espacial para el control de actitud sin utilizar combustible para cohetes o otros dispositivos de reacción. Son particularmente útiles cuando la nave espacial se debe girar a cantidades muy pequeñas), que se terminarían sobresaturados.  Los ingenieros trabajan en el desarrollo de un software para arreglar la nave, pero una vez que su ordenador esté nuevamente encendido, sólo habrá unos dos minutos para cargar el arreglo antes de que Behind entre en modo  error de nuevo. Por otra parte, mientras la nave estaba en poder positivo en el momento del nuevo contacto, su orientación se deriva y sus niveles de potencia caen. Otra oportunidad de fijar el vehículo no se producirá hasta mediados de 2017, cuando los niveles de carga de energía vuelvan a subir lo suficiente.

En estos momentos, los datos  de ciencia y observación los aporta únicamente Ahead, al cual seguimos diariamente para obtener la información necesaria para nuestra labor en la meteorología espacial, mientras esperamos la recuperación del satélite gemelo Behind.

Felicidades a la misión STEREO, y por muchos años más de trabajo científico y de deleitarnos visualmente con imágenes espectaculares como esta.

Para ver más imágenes destacadas obtenidas por las sondas de STEREO:

http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010100/a010112/

– http://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/news/stereo3D_press.html

Más información sobre STEREO en Blog de GAME: http://blog.meteorologiaespacial.es/?s=stereo

Fuente: https://stereo.gsfc.nasa.gov/

 

 

2 comentarios sobre “Misión STEREO, una década, inolvidable.

  • el octubre 27, 2016 a las 3:12 am
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    Cada vez siento más amor por la ciencia y agradecimiento a los científicos por las cosas que son capaces de ofrecer a la humanidad. La misión STEREO, ACE, SOHO, ni que decir de SDO, todas maravillosas, nos han permitido mejorar nuestro conocimiento del Sol para poder proteger todo el entramado tecnológico del que depende nuestro modo de vida actual. Gracias por recordar y hacer una puesta al día tan esmerada y completa.

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