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ÍCARO

IKAROS ( Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun ) es una nave espacial experimental de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ( JAXA ). La nave espacial fue lanzada el 20 de mayo de 2010, a bordo de un cohete H-IIA , junto con la sonda Akatsuki (Venus Climate Orbiter) y otras cuatro naves espaciales pequeñas. IKAROS es la primera nave espacial en demostrar con éxito la tecnología de velas solares en el espacio interplanetario. [3] [8] El nombre de la nave es una alusión al legendario Ícaro ( griego antiguo : Ἴκαρος , Ikaros ), que voló cerca del Sol con alas hechas de plumas de pájaro y cera. [9]

El 8 de diciembre de 2010, IKAROS sobrevoló Venus a una distancia de 80.800 km (50.200 mi), completando con éxito su misión planificada y entró en su fase de operación extendida. [10] [11] [12] [13]

Objetivo

La sonda IKAROS es la primera nave espacial del mundo que utiliza la navegación solar como propulsión principal. [14] Fue diseñada para demostrar cuatro tecnologías clave (los comentarios entre paréntesis se refieren a la figura):

  1. Despliegue y control de una membrana solar grande y delgada (áreas de color gris azulado numeradas 3)
  2. Células solares de película fina integradas en la vela para alimentar la carga útil (rectángulos negros numerados 4)
  3. Medición de la aceleración debida a la presión de radiación sobre la vela solar
  4. Control de actitud mediante la variación de la reflectancia de 80 paneles de cristal líquido incrustados en la vela (rectángulos naranjas numerados 2)

La misión también incluye investigaciones de aspectos del espacio interplanetario, como los estallidos de rayos gamma , el viento solar y el polvo cósmico . [15]

El instrumento ALADDIN de la sonda (ALDN-S y ALDN-E) midió la variación en la densidad del polvo [16] mientras que su polarímetro de estallidos de rayos gamma (GAP) midió la polarización de los estallidos de rayos gamma durante su crucero de seis meses. [17]

A IKAROS le seguiría una vela de 40 por 40 metros (130 pies × 130 pies), el Jupiter Trojan Asteroid Explorer , que estaba destinado a viajar a Júpiter y los asteroides troyanos , con el objetivo propuesto de devolver una muestra de asteroide a la Tierra en la década de 2050. [18] [19] [20] [21] El Jupiter Trojan Asteroid Explorer fue finalista de la segunda gran clase de misiones del Instituto de Ciencia Espacial y Astronáutica (ISAS) de Japón. La misión ganadora fue LiteBIRD .

Diseño

Diagrama esquemático de la vela IKAROS :
  1. (cuadrado azul sobre una línea) Masa de la punta 0,5 kg (1,1 lb), 1 de 4.
  2. (rectángulo naranja) Dispositivo de cristal líquido, 1 de 80.
  3. (cuadrado azul) Membrana de 7,5 μm (0,00030 pulgadas) de espesor, 20 metros (66 pies) en diagonal.
  4. (rectángulo negro) Células solares de 25 μm (0,00098 pulgadas) de espesor.
  5. (líneas amarilla y azul) Correas.
  6. (disco azul) Cuerpo principal.
  7. (Puntos amarillos) Instrumentos.
La sonda espacial IKAROS en vuelo (representación artística)

La vela cuadrada, desplegada mediante un movimiento giratorio utilizando masas de punta de 0,5 kilogramos (1,1 libras) (elemento clave 1 en la figura de la derecha), tiene 20 m (66 pies) en diagonal y está hecha de una lámina de poliimida de 7,5 micrómetros (0,00030 pulgadas) de espesor ( elemento clave 3 en la figura de la derecha). La lámina de poliimida tenía una masa de aproximadamente 10 gramos por metro cuadrado (0,033 oz/pie cuadrado), lo que resulta en una masa total de la vela de 2 kilogramos (4,4 libras), excluyendo las masas de punta, los paneles unidos y las correas. Un panel solar de película delgada está incrustado en la vela (elemento clave 4 en la figura de la derecha). PowerFilm, Inc. proporcionó el panel solar de película delgada. [22] Ochenta bloques de paneles LCD están incrustados en la vela, [23] cuya reflectancia se puede ajustar para el control de actitud (elemento clave 2 en la figura de la derecha). La vela también contiene ocho contadores de polvo en la cara opuesta como parte de la carga útil científica. [24] [25]

Progreso de la misión

IKAROS fue lanzado con éxito junto con Akatsuki (el Venus Climate Orbiter) a bordo de un cohete H-IIA desde el Centro Espacial Tanegashima el 21 de mayo de 2010. [ cita requerida ]

IKAROS giró a 20-25 revoluciones por minuto y terminó de desplegar su vela el 10 de junio de 2010. [26] [27] [28] La nave contiene dos pequeñas cámaras eyectables, DCAM1 y DCAM2. La DCAM2 se utilizó para fotografiar la vela después del despliegue el 14 de julio de 2010. [29]

Durante los seis meses restantes del viaje a Venus se probaron con éxito la aceleración y el control de actitud (orientación). El 9 de julio de 2010, JAXA confirmó que IKAROS estaba siendo acelerado por su vela solar [30] y el 23 de julio anunció que el control de actitud había sido exitoso. Durante un período de 23 horas, el ángulo solar de la vela se modificó en medio grado, no mediante el uso de propulsores, sino controlando dinámicamente la reflectividad de los 80 paneles de cristal líquido en el borde exterior de la vela, de modo que la presión de la luz solar produjera un par motor. [31] IKAROS continúa girando a aproximadamente 2 rpm , lo que requiere que los paneles LCD funcionen a esa velocidad para el control de actitud. [ cita requerida ]

Según la JAXA, IKAROS terminó todos los experimentos planificados en diciembre de 2010, pero la misión continuó más allá de esa fecha "con el fin de mejorar la habilidad de controlar la vela solar". [32] El 30 de noviembre de 2012, la JAXA anunció que IKAROS había sido reconocida por Guinness World Records como la primera nave espacial con vela solar del mundo entre planetas, y que sus dos cámaras separadas, DCAM1 y DCAM2, habían sido reconocidas como las naves espaciales de menor tamaño que vuelan entre planetas. [33] [34] A partir de 2012, IKAROS continuó girando, pero su control de actitud se había degradado. Esto dio lugar a movimientos inesperados de la vela y, como resultado, el enlace descendente a través de la antena de ganancia media solo estaba disponible de forma intermitente. El equipo del proyecto se disolvió el 28 de marzo de 2013, aunque se planeó una recepción de prueba de datos para una fecha posterior. [ cita requerida ]

El proyecto se reactivó el 20 de junio de 2013 con la expectativa de que el satélite despertara de un estado de hibernación a medida que hubiera más energía disponible de los paneles solares. El equipo pudo recibir telemetría de IKAROS entre el 20 de junio y el 12 de septiembre de 2013, después de lo cual se perdió nuevamente el contacto. La pérdida de contacto se produjo aproximadamente en el momento previsto en que la nave espacial volvería a entrar en un modo de hibernación de bajo consumo a medida que la energía de los paneles solares disminuyera. El tiempo de comunicación disponible a través de la antena del Centro de Espacio Profundo de Usuda era limitado, por lo que los datos se recopilaron solo de manera intermitente para estimar la velocidad, la trayectoria y la rotación del satélite. [35] [36] En agosto de 2013, la aceleración de la vela de IKAROS había cambiado la velocidad de la nave en aproximadamente 400 metros por segundo (890 mph) en total. [37]

El 22 de mayo de 2014 se recibieron nuevamente transmisiones, mientras la nave espacial volaba a una distancia de aproximadamente 230 millones de kilómetros de la Tierra. Para mayo de 2014, IKAROS se encontraba en una órbita de diez meses alrededor del Sol, pasando siete meses de cada órbita en modo de hibernación debido a la energía insuficiente. [38] Para el 23 de abril de 2015, la nave espacial despertó del modo de hibernación por cuarta vez y volaba a una distancia de aproximadamente 120 millones de kilómetros de la Tierra. [39] El 21 de mayo de 2015, JAXA no pudo recibir una señal de IKAROS y concluyó que la nave espacial había cambiado al modo de hibernación por quinta vez, como se esperaba. Según los últimos datos recibidos durante mayo de 2015, la posición de IKAROS en ese momento estaba a unos 110 millones de kilómetros de la Tierra y a unos 130 millones de kilómetros del Sol. [40]

Resultados científicos

A partir de los datos de polarización de rayos gamma de GAP, Toma et al. [41] establecieron un límite más estricto para la violación de CPT . Esto representa una mejora de ocho órdenes de magnitud con respecto a los límites anteriores. [42] [43]

El 9 de julio de 2010, los científicos de la JAXA declararon que la fuerza de empuje medida por la presión de la radiación solar sobre la vela de 196 m2 de IKAROS es de 1,12 milinewtons. [44]

Véase también

Notas

  1. ^ Mori y otros (2009)
  2. ^ "Pequeño demostrador de vela solar "IKAROS"". JAXA. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2013. Consultado el 1 de octubre de 2010 .
  3. ^ de Stephen Clark (20 de mayo de 2010). "Informe de lanzamiento del H-2A: Centro de estado de la misión". Spaceflight Now . Consultado el 21 de mayo de 2010 .
  4. ^ Samantha Harvey (20 de mayo de 2010). «Solar System Exploration: Missions: By Target: Venus: Future: Akatsuki». NASA. Archivado desde el original el 10 de abril de 2010. Consultado el 21 de mayo de 2010 .
  5. ^ "IKAROS". Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas . Consultado el 30 de noviembre de 2022 .
  6. ^ "IKAROS: Demostrador de vela con energía solar". ISAS . JAXA . Consultado el 24 de mayo de 2015 .
  7. ^ "IKAROS entra en modo de hibernación por quinta vez". Pequeño demostrador de vela solar "IKAROS" Temas . JAXA . Consultado el 2 de marzo de 2019 .
  8. ^ "Día de lanzamiento del vehículo de lanzamiento H-IIA n.º 17 (H-IIA F17)". JAXA . 3 de marzo de 2010. Archivado desde el original el 26 de abril de 2014 . Consultado el 5 de noviembre de 2021 .
  9. ^ https://web-japan.org/kidsweb/hitech/icarus/index.html [ URL básica ]
  10. ^ "今日の IKAROS(12/10) – Daily Report – Dec 10, 2010". Blog de IKAROS (en japonés). JAXA. 10 de diciembre de 2010. Consultado el 22 de enero de 2011 .
  11. ^ "2010 年 の 締 め く く り (26/12) - Informe diario - 26 de diciembre de 2010". Blog IKAROS (en japonés). JAXÁ. 26 de diciembre de 2010 . Consultado el 22 de enero de 2011 .
  12. ^ 宇宙帆船イカロス、お疲れさま…実験終え「人工惑星」に (en japonés). Asahi Shimbun. 10 de diciembre de 2010 . Consultado el 22 de enero de 2011 .[ enlace muerto ]
  13. ^ Mori, Osamu (26 de enero de 2011). "小型ソーラー電力セイル実証機（IKAROS）の定常運用終了報告" (PDF) (en japonés). JAXA . Consultado el 2 de febrero de 2011 .
  14. ^ Siddiqi, Asif A. (2018). Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 (PDF) . Serie de historia de la NASA (segunda edición). Washington, DC: Oficina del Programa de Historia de la NASA. p. 2. ISBN 9781626830424. LCCN  2017059404. SP2018-4041.
  15. ^ "小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS（イカロス）」のガンマ線バーストの観測成功について" (en japonés). JAXÁ. 14 de julio de 2010 . Consultado el 15 de julio de 2010 .
  16. ^ Yano, H.; et al. "DETECCIÓN DE POLVO CÓSMICO MEDIANTE LOS DETECTORES DE POLVO DE GRAN ÁREA DISPUESTOS POR IKAROS EN EL ESPACIO INTERPLANETARIO (ALADDIN) DESDE LA TIERRA HASTA VENUS" (PDF) . 42.ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria (2011) . Consultado el 14 de febrero de 2011 .
  17. ^ Yonetoku, D.; et al. (26 de octubre de 2010). "Polarímetro de estallidos de rayos gamma – GAP – a bordo del pequeño demostrador de vela solar IKAROS". Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón . 63 (3): 625–638. arXiv : 1010.5305 . Código Bibliográfico :2011PASJ...63..625Y. doi :10.1093/pasj/63.3.625.
  18. ^ "Proyecto IKAROS". JAXA. 2008. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2008. Consultado el 12 de julio de 2010. La segunda misión se llevará a cabo a finales de la década de 2010. Implicará una vela solar de tamaño medio con un diámetro de 50 metros (160 pies), y tendrá motores de propulsión iónica integrados. Los destinos de la nave espacial serán Júpiter y los asteroides troyanos.
  19. ^ CIENCIA Y EXPLORACIÓN EN LA MISIÓN OKEANOS DE ENERGÍA SOLAR SAIL A UN ASTEROIDE TROYANO DE JÚPITER. (PDF). T. Okada, T. Iwata, J. Matsumoto, T. Chujo, Y. Kebukawa, J. Aoki, Y. Kawai, S. Yokota, Y. Saito, K. Terada, M. Toyoda, M. Ito, H. Yabuta, H. Yurimoto, C. Okamoto, S. Matsuura, K. Tsumura, D. Yonetoku, T. Mihara, A. Matsuoka, R. Nomura, H. Yano, T. Hirai, R. Nakamura, S. Ulamec, R. Jaumann, J.-P. Bibring, N. Grand, C. Szopa, E. Palomba, J. Helbert, A. Herique, M. Grott, HU Auster, G. Klingelhoefer, T. Saiki, H. Kato, O. Mori, J. Kawaguchi. 49.ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria 2018 (LPI Contrib. No. 2083).
  20. ^ Jeremy Hsu (21 de julio de 2010). "La vela solar japonesa es el broche de oro de la ciencia espacial". space.com . Consultado el 8 de diciembre de 2016 .
  21. ^ Shusuke Murai (21 de julio de 2016). «JAXA revela el panel solar de la sonda de asteroides». The Japan Times Online . The Japan Times . Consultado el 8 de diciembre de 2016 .
  22. ^ Claire M. Umali (4 de mayo de 2010). «Japón prueba la potencia de las velas solares en el espacio profundo». EcoSeed . Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2010. Consultado el 25 de enero de 2011 .
  23. ^ "Pequeño demostrador de vela solar 'IKAROS': control de actitud exitoso mediante un dispositivo de cristal líquido". Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA). 23 de julio de 2010.
  24. ^ "Small Solar Power Sail Demonstrator". JAXA. 11 de marzo de 2010. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2013. Consultado el 7 de mayo de 2010 .
  25. ^ "Proyecto IKAROS". JAXA. 2008. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2008. Consultado el 30 de marzo de 2010 .
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  27. ^ Redactores (11 de junio de 2010). "Nave espacial japonesa despliega vela solar". Space.com . Consultado el 11 de junio de 2010 .
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  42. ^ Michael Schirber (2012). "Sinopsis: Explosiones distantes no muestran signos de la rotación de la luz prevista". Physical Review Letters . 109 (24): 241104. arXiv : 1208.5288 . Código Bibliográfico :2012PhRvL.109x1104T. doi :10.1103/PhysRevLett.109.241104. PMID  23368301. S2CID  42198517.
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Referencias

Enlaces externos

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