Source: https://ea3atl.ure.es/Marsody/Marsody.htm
Timestamp: 2018-03-23 07:08:05+00:00

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Escucha de naves espaciales. Nuevo reto de experimentación
En la actualidad, la ampliación de los conocimientos científicos, junto con los nuevos sistemas técnicos de comunicación, podrán permitir que los radioaficionados puedan "elevar" sus miras de comunicación hacia otros horizontes muy por encima de la reflexión ionosférica.
[Mars Odyssey 2001]
[Sensores]
[THEMIS]
[Las misiones del Mars Odyssey 2001]
[El vector Delta II 7925]
[El lanzamiento]
[Aerofrenado y satelización de la sonda]
[La sonda europea Mars Express]
[Escucha de otras naves espaciales]
[Multimedia: 2001 Mars Odyssey]
La nave espacial que tiene las medidas de un automóvil, y con una masa de 700 Kg, ha costado a la Nasa unos 300 millones de dólares que se justifican por disponer de los tres sensores más sofisticados que se hayan desarrollado, para la exploración y estudio geológico de un planeta.
-Un espectómetro de rayos Gamma (GRS) capaz de penetrar en el subsuelo y rastrear unos 20 elementos químicos incluido el hidrógeno (H), y medir los yacimientos de agua que pudieran existir bajo la corteza terrestre.
-El sistema THEMIS de imágenes por emisiones térmicas. Buscará sobre el suelo aquellos minerales que puedan formarse sólo con la presencia del agua.
-Experimento MARIE para determinar la radiación ambiental y determinar en que grado pudiera afectar a los futuros astronautas que viajen al planeta, las emisiones radioactivas.
El Mars Odyssey dispone a bordo de una estación repetidora en banda de UHF capaz de comunicarse con otras sondas de exploración más pequeñas que pudieran descender sobre la superficie de Marte. Esta técnica permite un alto grado de eficacia y seguridad, al poder transmitir a la Tierra la telemetría de las otras sondas de exploración situadas sobre su superficie, al hacerlo con antenas direccionales y con una mayor potencia.
La potencia del equipo transceptor del Mars Odyssey de alrededor de 12 W es algo más elevada que la utilizada en anterioridad en otros repetidores.
La antena es una cuadrífilar en hélice, con una polarización estándar, circular derecha.
Las comunicaciones entre la Tierra y la sonda se efectúa en la banda X de microondas. La masa del subsistema de telecomunicaciones es de unos 24 Kg.
El seguimiento en Tierra se efectúa desde la Universidad de Stantford, al norte de California. Aunque esta universidad dispone de una antena de 40 metros de diámetro, es posible que una estación de radioaficionado con una instalación capaz de hacer rebote lunar (EME) o de operar con la mayoría de los satélites de aficionado, pueda ser capaz de recibir sus señales, utilizando técnicas de procesado digital.
Se nos presenta pues, un excelente reto tecnológico de experimentación para todos aquellos que disponen del material adecuado o quieran construírselo.
http://www.webcom.com/af9y/helix.htm
http://www.members.aol.com/k5oe
Los instrumentos que permiten observar datos a los científicos que de otra manera parecerían invisibles a nuestros ojos son sofisticados detectores del mundo que nos rodea, pero solo son sensibles a una pequeña parte del espectro electromagnético del que se compone la luz. A la parte del espectro electromagnético que podemos ver, le "llamamos luz visible" u "óptica", pero para ver otras "vistas" o espectros invisibles a nuestros ojos, se necesita la ayuda de la tecnología: rayos gamma, ondas de radio, infrarrojos, rayos ultravioletas. Algunas de estas son tan familiares como el radar, o una radiografía médica... Interpretando las radiaciones de los sensores, los científicos pueden determinar los tipos de suelo, el índice de vegetación o la temperatura del mar. Se consigue, separando la luz en sus longitudes de onda, para crear espectros que se parecen a las rayas coloreadas del arco iris. Cada una de estos espectros es diferente en función de las rayas de absorción y de emisión. Cada átomo tiene un espectro o huella digital única, como resultado de emitir o absorber ciertas longitudes de onda.
Estos sofisticados instrumentos permiten detectar desde los satélites, las radiaciones del suelo terrestre o del mar, convirtiéndose en útiles herramientas del conocimiento.
El Mars Odyssey no lleva instrumentos específicamente diseñados para la detección de la vida, pero podrá medir del ambiente marciano, si es capaz, o lo ha sido, de propiciar formas de vida...
GRS (Gamma Ray Spectrometer). La búsqueda de hidrógeno, elemento clave para detectar la presencia del agua, se efectuará con este espectómetro de rayos gamma, y que determinará la distribución del agua y la profundidad en que se encuentra, en cada una de las estaciones del planeta. Podrá medir también la abundancia y distribución de cerca de 20 elementos químicos como el oxígeno, el hierro, el silicio, el magnesio, el potasio, el aluminio, el carbón, el calcio...
También participará en el estudio de las explosiones cósmicas de los rayos gamma.
El GRS consta de un espectómetro de rayos gamma, un espectómetro de neutrones construido por LANL (Los Álamos National Laboratory y el HEND (High-Energy Neutron Detector), construido por el IKI (Space Research Institute) Rusia.
Para evitar interferencias, la cabeza del sensor está alejada 6'2 metros de la nave mediante un brazo que se habrá extendido, tras colocarse el Orbiter en una órbita de Marte. El esto del instrumental permanecerá en el cuerpo de la sonda.
La resolución espacial del instrumento es de alrededor de 300 Km.
http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/technology/grs.html
http://grs.lpl.arizona.edu
THEMIS (Thermal Emission Imaging System) es una cámara infrarroja de alta resolución y un espectómetro de varias bandas dentro de los espectros: visible e infrarrojo.
Las imágenes en el visible dispondrán de 5 bandas para poder determinar el registro geológico de superficies líquidas con imágenes con una resolución de hasta 18 metros que permitan una resolución suficiente para que las imágenes tengan sentido para un geólogo. Verá detalles con una claridad que llenará el vacío icónico, entre las primeras imágenes conseguidas en los años 70, por la sonda Viking, y las de alta resolución de la Mars Global Surveyor.
En el espectro infrarrojo, Themis utilizará 9 bandas para ayudar a descubrir los minerales del suelo, ya que estas bandas pueden obtener "huellas digitales" de los minerales de su superficie: sulfatos, hidróxidos, fosfatos... La utilización de este sistema multiespectral permite a los científicos descubrir la presencia de minerales concretos y como su distribución configura la morfología superficial del planeta. Facilitará también información de las temperaturas de las áreas exploradas y buscará "manchas activas" relacionadas con volcanes no extinguidos.
La masa de este instrumento que consume 14W de electricidad, es de 11,2 Kg.
http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/technology/themis.html
MARIE (Martian Radiation Environment Experiment) es un pequeño instrumento de 3.3 Kg de masa que ocupa el espacio de una caja de zapatos. Está destinado a medir las radiaciones cósmicas procedentes del Sol y del espacio profundo. Estos datos son extremadamente importantes debido al peligro de estas radiaciones para el DNA humano, y que se encontraran las primeras misiones tripuladas a Marte.
Este sensor se encuentra también en los instrumentos de vuelo de las naves espaciales tripuladas y en la ISS. Pero en Marte, se espera que las radiaciones ambientales cargadas de partículas por el viento solar, sean más intensas, debido a que la densidad de la atmósfera de Marte es un 1% de la atmósfera de la Tierra.
El espectómetro del instrumento medirá el nivel de energía de estas fuentes de radiación, que al moverse entorno al planeta producirá barridos en el cielo del campo de radiación. Podrá almacenar gran cantidad de datos, para enviarlos (downlink) posteriormente a la Tierra cuando le sea posible.
http://marie.jsc.nasa.gov/main.html
Las misiones del Mars Odyssey 2001
Es la nave numero 30 desde que la antigua Unión Soviética lanzara su primera sonda en el año 1960. Desde entonces, 15 naves soviéticas, 13 estadounidenses, una japonesa y otra rusa, han conseguido una gran cantidad de información, que esta nueva y sofisticada sonda, deberá acrecentar y revalidar. Bautizada con este nombre, en honor a la célebre película de Stanley Kubrik, sus responsables han aplicado a fondo las revisiones exhaustivas aprendidas de las misiones anteriores.
Ésta es especialmente importante para la Nasa, que deberá superar los dos fracasos anteriores, con las sondas Polar Lander, en febrero de 1999 y Climate Orbiter, marzo del 2000. Ambas en misiones similares.
La Polar Lander apagó prematuramente sus motores durante el descenso, provocándole una caída libre desde unos 50 metros y la Climate Orbiter se perdió en el espacio, cuando intentó insertarse en la órbita con un ángulo, que aún no se sabe, si fue muy abierto o muy cerrado.
Noticias sin confirmar de la NIMA (Agencia Nacional de la Imagen y Mapeado) informan que pueden haber localizado la Polar Lander después de haber analizado durante más de un año, las imágenes tomadas por la sonda Mars Global Surveyor. En estas imágenes la sonda Polar Lander estaría entera, lo que permitiría sugerir que el error estuvo en las comunicaciones de la nave con la Tierra.
La existencia de agua puede permitir el desarrollo de la vida, por este motivo la misión principal del Mars Odyssey será la de localizar su existencia en Marte, incluso debajo de su superficie, cosa muy probable, debido a su baja temperatura y delgada capa de la atmósfera...
Buscará cualquier vestigio de agua en forma de vapor, o de placas de hielo. Si éste existe, medirá el grosor de su capa y su distribución, a lo largo de las diferentes estaciones del año marciano.
En otras misiones, intentará determinar los elementos químicos y minerales de que se compone. Estos conocimientos podrán ayudar a entender la historia geológica y determinar las posibilidades de que hubiese, o haya vida en el planeta. También deberá encargarse de conseguir la suficiente información sobre niveles de radiación, para que permita el diseño del equipo de supervivencia de las futuras expediciones humanas a Marte.
El vector Delta II 7925
La elevación del Mars Odyssey fue mediante un cohete Delta II de la serie 7925. En un principio este lanzador era un desarrollo del mísil de alcance intermedio Thor, que se ha popularizado por la puesta en órbita de satélites comerciales, siendo el más potente que fabrica la compañía aeroespacial Boeing.
Su masa total, con la sonda, era de 49 toneladas. Buena parte de esta masa la compone el combustible agrupado en dos partes iguales de hidracina como carburante, y de tetróxido de nitrógeno como oxidante.
Fue lanzado desde la plataforma A-17 del área de lanzamientos comerciales del Centro Espacial Kennedy, situada en la Florida el día 7 de abril a las 15:02:22 horas GMT. Dentro del horario previsto y en su primera ventana de lanzamiento, o periodo muy breve de tiempo en el que es técnicamente posible el despegue, de acuerdo con la posición orbital de la Tierra y Marte.
Esta última parte es muy importante porque este lanzador no puede corregir la trayectoria de ascenso debiéndose dirigir hacia una dirección predeterminada, lo que reduce la "ventana" a un corto espacio de tiempo que suele repetirse un par de veces cada día.
El Delta 7925 consta de tres etapas que son reforzadas en sus primeros momentos, con nueve impulsores de combustible sólido que se encienden de forma encadenada. Los seis primeros, se queman durante el primer minuto y son seguidamante eyectados, encendiéndose a los tres segundos, los otros tres "boosters" restantes. Al cabo de otros 63 segundos más, son tambien descartados junto con la primera etapa del cohete Delta II.
Casi veinticinco minutos después del lanzamiento, los mismos que fueron retransmitidos en directo por NASA TV, mediante una cámara de televisión abordo del cohete, entró en funcionamiento la tercera etapa, para imprimirle la velocidad de 11Km/s (39.000Km/s), necesaria para escapar de la gravedad terrestre.
A los treinta y un minutos de su despegue la sonda Mars Odyssey empezó a desplegar los paneles solares que le proveerán de energía durante los tres años siguientes, en su camino hacia Marte. Durante estos siete meses hasta llegar a la órbita de Marte, se han efectuado las cuatro correcciones del rumbo previstas.
Aerofrenado y satelización de la sonda
En la madrugada del 24 de octubre la sonda encendió su impulsor principal de 640 Newton durante casi 20 minutos, para entrar con éxito en una órbita muy elíptica alrededor de Marte, (apoapsis en su parte más elevada de la órbita) que paulatinamente irá reduciendo hasta conseguir una órbita circular, provocada por el frenado que le produce la fricción con las capas altas de la débil atmósfera de Marte en cada uno de sus acercamientos (periapsis) hasta conseguir órbitar al planeta una vez cada 11 horas, desde una altura de trabajo, de unos 400 Km. A las 4:55 horas las estaciones de seguimiento de Goldstone (California) y Canberra (Australia) recibieron la primera señal de radio de la nave espacial mientras emergía de detrás del planeta Marte.
Esta técnica de aerofrenado que recibe el nombre de "aerobraking", es la misma que utilizó en 1997 la Mars Global Surveyor, para situarse en su órbita, tiene prevista una duración de unos 76 días. El centro de investigación Langley de la Nasa en Hampton, Virginia, proporciona al equipo de navegación del JPL (Jet Propulsion Laboratory), en Pasadena (California), la ayuda necesaria para las operaciones de esta misión.
En enero de 2002 la sonda Mars Odyssey empezará la exploración que está prevista para un año marciano completo, que equivale a 26 meses terrestres.
Antes de que termine su misión primaria sobre el 2004, empezará una nueva misión que le llevará a funciones de estación repetidora de otras sondas, que serán lanzadas sobre la superficie de Marte en el 2003 y que realizaran las tareas de exploración que debería haber desarrollado la Mars Climate Orbiter.
La sonda europea Mars Express, será la encargada en 2003 de estudiar la atmósfera, la composición de su superficie posando en la superficie de Marte un robot encargado de tomar muestras del suelo. Escasamente una semana después llegará la sonda japonesa Nozomi, y los estadounidenses harán llegar también dos vehículos todo terreno.
Sobre el año 2007 un laboratorio científico móvil viajará también a Marte para proveerse de las mediciones exactas jamás obtenidas, y someterse a pruebas tecnológicas de descenso, que posteriormente emplearán otras sondas que deberán ser capaces de recoger muestras del suelo y traerlas a la Tierra.
En estos 10 últimos años ha renacido el interés por la vida de Marte ya que se sabe que este planeta fue muy parecido a la Tierra. Hace 3800 millones de años se produjo un cambio climático que cambió las condiciones de su superficie. En los últimos 100 millones de años pasó de ser un planeta húmedo y cálido, a seco y frío, como es en la actualidad. Parece pues, que Marte es un planeta con posibilidades de encontrar alguna forma de vida.
En Spaceflight Now podéis encontrar el "Mission Status Center", donde en forma de diario se pude seguir toda la misión con todo detalle explicativo acompañado de documentos multimedia.
http://www.spaceflightnow.com/mars/odyssey/status.html
Otra dirección interesante en la red, nos permite saber mediante simulaciones, donde se encuentra en todo momento la Mars Odyssey, respecto al sistema solar y al espacio.
http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/mission/rightnow.html
Pasaporte al conocimiento, módulos interactivos.
http://passporttoknowledge.com/main.html
Escucha de otras naves espaciales
La Estación Espacial Internacional (ISS), como en su tiempo lo hizo la Estación espacial MIR, transmite información dirigida a radioaficionados, escuelas y centros autorizados a establecer comunicaciones en la banda de VHF. En estos momentos parte de la información es digital, en formato APRS (Automatic Packet/Position Reporting System). Este sistema permite establecer la posición de una estación fija o móvil sobre las coordenadas de un mapa, y también en formato AX.25 Pácket Radio, convirtiéndose en un repetidor móvil de comunicaciones digitales.
Algunos satélites de aficionado son también susceptibles de recibirlos en frecuencias de HF, VHF y UHF. El RS 12, puede escucharse con un receptor multibanda provisto de banda lateral (USB) y una antena de hilo largo. Los AO27 y el UO-14 pueden también recibirse con una antena telescópica. Los tres nuevos microsatélites, recientemente lanzados: PCSat, Sapphire y el Satshine envían información en el formato AX.25 en las bandas de V y UHF.
Los satélites meteorológicos también pueden escucharse. Los POES (Polar orbiting Operational Environmental Satellites), que complementan a los satélites geoestacionarios (GOES) pueden también recibirse con un receptor en 137 MHz en el formato APT (Automatic Picture Transsmision). Algo más complejo cuando transmiten en alta resolución (HRPT).
Si elevamos el nivel de dificultad técnica podemos recibir en banda 1.7 GHz al satélite geoestacionario Meteosat. Puede conseguirse mediante conversores de esta frecuencia a VHF.
Algo más complicado por las débiles señales que envían desde el espacio son las naves científicas HETE-2, Mars Global Surveyor (MGS ) y la Luna Prospector
HETE-2 tiene las comunicaciones en banda-S (2GHz) y en la banda de VHF.
http://space.mit.edu/HETE
MGS tiene el uplink en la banda X, y el downlink en las bandas X y Ka
http://nssdc.gsf.nasa.gov/nmc/tmp/1996-062A.html
Luna Prospector también tiene las comunicaciones en la banda S
http://nssdc.gsf.nasa.gov/nmc/tmp/1998-001A.html
2001 Mars Odyssey. Conozca todos los secretos de la misión
http://www.el mundo.es/elmundo/2001/grafcos/abril/semana1/0704odyssey/oddysey.html
http://www.elpais.es/multimedia/sociedad/odyssey.htm

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