El Earth Radiation Budget Satellite ( ERBS ) fue un satélite de investigación científica de la NASA . El satélite fue uno de los tres satélites del programa de investigación de la NASA, llamado Earth Radiation Budget Experiment (ERBE), para investigar el balance de radiación de la Tierra . El satélite también llevaba un instrumento que estudiaba los aerosoles y gases estratosféricos.
ERBS fue lanzado el 5 de octubre de 1984 por el transbordador espacial Challenger durante la misión STS-41-G y desactivado el 14 de octubre de 2005. [4] Reingresó a la atmósfera de la Tierra el 8 de enero de 2023, sobre el mar de Bering cerca de las islas Aleutianas . [5] [6] Los instrumentos CERES de la NASA han continuado el registro de datos ERB después de 1997.
La nave espacial ERBS fue desplegada desde el transbordador espacial Challenger el 5 de octubre de 1984 (primer día de vuelo) utilizando el RMS (sistema de manipulación remota) de fabricación canadiense, un brazo mecánico de unos 16 m de longitud. Al desplegarse, uno de los paneles solares de ERBS no logró extenderse correctamente. Por lo tanto, la especialista de la misión Sally Ride tuvo que sacudir el satélite con el brazo robótico controlado a distancia y, finalmente, colocar el panel atascado en la luz del sol para que se extendiera. [7]
El satélite ERBS fue la primera nave espacial lanzada y desplegada por una misión del transbordador espacial. [7]
Su órbita era no heliosincrónica y se encontraba a 610 km (en 1999, esta distancia se redujo a 585 km). Su inclinación era de 57 grados, lo que no le permitía cubrir completamente la Tierra. [7]
Su vida útil fue de dos años, con el objetivo de alcanzar los tres, pero duró 21 años y sufrió varios fallos menores de hardware en el camino. La memoria de comandos estuvo sujeta a cambios aleatorios de bits desde el lanzamiento. El escáner ERBE falló en 1990. Hubo un fallo parcial de memoria en octubre de 1993. Una de las dos unidades de telemetría digital falló en abril de 1998. En septiembre de 1999, un fallo en el cardán de elevación del instrumento que no era el escáner suspendió las mediciones solares para el monitor solar. Las mediciones se reanudaron el 22 de diciembre de 1999, cuando se definió una nueva secuencia de comandos. [8] Solo uno de los cinco giroscopios seguía funcionando al final de la misión, y el rendimiento del propulsor era inestable. Durante el desmantelamiento, se descubrió que la vejiga del tanque de combustible había fallado. [9]
Los fallos de las baterías llevaron a la decisión final de desmantelar la nave espacial. A pesar de las estimaciones de que el satélite podría seguir funcionando hasta 2010, existía la preocupación de que si el satélite perdía potencia antes de que las baterías se desconectaran de los paneles solares, estas podrían explotar, creando una nube de desechos espaciales que pondría en peligro a otros satélites. En septiembre de 1989, el rendimiento de las dos baterías comenzó a divergir. Hubo cortocircuitos en las celdas de la Batería 1 en agosto de 1992 y nuevamente ese septiembre, y como resultado, la Batería 1 fue desconectada en octubre. La Batería 2 estaba entonces soportando todas las cargas y sufrió un cortocircuito en junio de 1993 y luego en julio de 1993. Hubo un intento de volver a poner en funcionamiento la Batería 1 en agosto de 1993, pero fracasó debido a una mala distribución de la carga. En junio de 1998 se produjo otra falla de celda que culminó en una falla completa de celda el 15 de enero de 1999. Esa falla de celda provocó que el voltaje de la batería cayera tanto que el sistema de control de actitud dejó de ser confiable y el satélite comenzó a girar muy lentamente. Todas estas fallas de celda y cortocircuitos resultaron en una pérdida de datos científicos durante unos días o meses. El satélite fue recuperado y la batería 1 volvió a estar en línea. Después de eso, la batería 2 fue desactivada. [10] Al final de la misión, la batería 2 había experimentado 5 fallas de celda y se había desconectado del bus principal; y la batería 1 había experimentado 3 fallas de celda. [9]
En 2002, el perigeo del satélite se redujo más de 50 km para garantizar que el vehículo se desintegrara de forma natural en un plazo de 25 años tras el fin de su misión. Esto resultó ser una decisión acertada, porque cuando la nave espacial fue finalmente desmantelada en 2005, los sistemas de propulsión y control de actitud se habían degradado tanto que los riesgos asociados con la eliminación del combustible restante mediante la realización de maniobras delta-V posteriores a la misión científica se consideraron demasiado importantes y, por lo tanto, esas maniobras no se llevaron a cabo.
La orden de desmantelamiento del satélite se emitió el 12 de julio de 2005 y los trabajos comenzaron en ese momento. Los instrumentos se apagaron en agosto y los pasos activos comenzaron en septiembre. Durante el desmantelamiento, se agotó el último combustible, se descargaron las baterías, se reprodujo la grabadora una última vez, se borró la memoria de a bordo y se desconectaron los paneles solares de la batería. En el contacto final con el ERBS, durante su órbita 114.941, se desactivó el sistema de control de actitud y momento y se puso en descarga el sistema de energía. Las órdenes finales abrieron los propulsores para permitir que saliera el combustible restante y se apagaron los transpondedores por última vez. [11]
Se cree que el satélite reingresó a la atmósfera terrestre el 8 de enero de 2023 a las 6:04 p. m. HAST sobre el mar de Bering, cerca de las islas Aleutianas . Se cree que la mayor parte del satélite se quemó en la atmósfera, pero es posible que algunos fragmentos grandes hayan sobrevivido y caído al mar. Antes de su reingreso, la NASA había estimado que las probabilidades de que los escombros que cayeran causaran algún daño eran de aproximadamente 1 entre 9400. [6]
El SAGE II midió la disminución del ozono sobre la Antártida desde el momento en que se describió por primera vez el agujero de ozono en 1985. Esos datos fueron clave en el proceso de toma de decisiones de la comunidad internacional durante el Acuerdo del Protocolo de Montreal de 1987 , que dio como resultado una eliminación casi total de los CFC en los países industrializados. También creó un registro de datos de aerosoles en las nubes estratosféricas polares (PSC), que fue crucial para comprender el proceso del agujero de ozono. Los datos del SAGE II se utilizaron para comprender el impacto de los aerosoles volcánicos en el clima. [8]
El ERBS llevaba tres instrumentos: el escáner del experimento de balance de radiación terrestre (ERBE), el no escáner ERBE y el experimento de aerosoles y gases estratosféricos (SAGE II). ERBE fue una continuación de los estudios de balance de radiación realizados por Nimbus-6 y 7. SAGE-II fue una continuación del satélite SAGE, que estuvo en servicio desde 1979 hasta 1981.
ERBS fue uno de los tres satélites del ERBE y llevaba dos instrumentos como parte de ese esfuerzo. El escáner ERBE era un conjunto de tres detectores que estudiaban la radiación de onda larga , la radiación de onda corta y la energía total irradiada desde la Tierra a lo largo de una línea de la trayectoria del satélite. El no escáner ERBE era un conjunto de cinco detectores que medían la energía total del Sol y la energía de onda corta y total de todo el disco terrestre y el área debajo del satélite. Las otras dos misiones ERBE se incluyeron en el satélite NOAA-9 cuando se lanzó en enero de 1985, y el satélite NOAA-10 cuando se lanzó en octubre de 1986. El escáner ERBE en ERBS dejó de funcionar el 2 de febrero de 1990, y después de numerosos intentos de recuperarlo, se apagó definitivamente en marzo de 1991. [7] [9] El no escáner perdió la capacidad de realizar calibraciones solares e internas quincenales, pero no se detectó degradación en la calidad de los datos como resultado. El no escáner se apagó el 22 de agosto de 2005, en preparación para el desmantelamiento. [9] Las misiones del Sistema de Energía Radiante de la Tierra y las Nubes (CERES) utilizan un instrumento heredado mejorado que continúa el registro de datos de ERBE. El primero de los siete instrumentos CERES se lanzó en 1997 con la Misión de Medición de Lluvias Tropicales de la NASA y el último se lanzó con el Sistema de Satélites Polares Conjuntos 1 (JPSS-1) en 2017.
El otro instrumento del ERBS fue el Experimento de Gases y Aerosoles Estratosféricos (SAGE II). SAGE II fue la segunda de cuatro misiones SAGE, siendo la más reciente, SAGE III-ISS, instalada en la Estación Espacial Internacional en 2017. El instrumento SAGE II experimentó una falla en julio de 2000. SAGE II no pudo sincronizar los eventos de amanecer o atardecer. Se cree que esto se debió a lecturas excesivamente ruidosas del potenciómetro de acimut en regiones de acimut seleccionadas. Se desarrolló una solución operativa alternativa que permitió a SAGE II recopilar aproximadamente el 50 por ciento de los datos científicos nominales. SAGE-II se apagó en agosto de 2005 en preparación para el desmantelamiento. [9]