La nave espacial International Cometary Explorer (ICE) (diseñada y lanzada como satélite International Sun-Earth Explorer-3 (ISEE-3)) fue lanzada el 12 de agosto de 1978 a una órbita heliocéntrica . Fue una de las tres naves espaciales, junto con la pareja madre/hija de ISEE-1 e ISEE-2 , construidas para el programa Explorador Internacional Sol-Tierra (ISEE), un esfuerzo conjunto de la NASA y ESRO / ESA para estudiar la interacción entre El campo magnético de la Tierra y el viento solar .
ISEE-3 fue la primera nave espacial colocada en una órbita de halo en el punto de Lagrange L 1 Tierra-Sol . [2] Renombrada ICE, se convirtió en la primera nave espacial en visitar un cometa , [3] pasando a través de la cola de plasma del cometa Giacobini-Zinner a unos 7.800 km (4.800 millas) del núcleo el 11 de septiembre de 1985. [4]
La NASA suspendió el contacto de rutina con ISEE-3 en 1997 y realizó breves comprobaciones de estado en 1999 y 2008. [5] [6]
El 29 de mayo de 2014, el ISEE-3 Reboot Project , un grupo no oficial, [7] restableció la comunicación bidireccional con la nave espacial con el apoyo de la empresa Skycorp y SpaceRef Interactive. [8] [9] [10] El 2 de julio de 2014, encendieron los propulsores por primera vez desde 1987. Sin embargo, los encendidos posteriores de los propulsores fallaron, aparentemente debido a la falta de presión de nitrógeno en los tanques de combustible. [11] [12] El equipo del proyecto inició un plan alternativo para utilizar la nave espacial para "recopilar datos científicos y enviarlos de regreso a la Tierra", [13] pero el 16 de septiembre de 2014, se perdió el contacto con la sonda. [14]
ISEE-3 no lleva cámaras; en cambio, sus instrumentos miden partículas, ondas, plasmas y campos energéticos.
ISEE-3 operó originalmente en una órbita de halo alrededor del punto de Lagrange L 1 Sol-Tierra , 235 radios terrestres sobre la superficie (aproximadamente 1.500.000 km (930.000 millas). Fue el primer objeto artificial colocado en el llamado "punto de liberación". , [15] entró allí en órbita el 20 de noviembre de 1978, [2] demostrando que tal suspensión entre campos gravitacionales era posible. Gira a 19,76 rpm alrededor de un eje perpendicular a la eclíptica , para mantenerla orientada durante sus experimentos, para generar energía solar. poder y comunicarse con la Tierra.
Los propósitos de la misión fueron:
Después de completar su misión original, se le reasignó a ISEE-3 la tarea de estudiar la interacción entre el viento solar y la atmósfera de un cometa. El 10 de junio de 1982, la nave espacial realizó una maniobra que la sacó de su órbita de halo alrededor del punto L 1 y la colocó en una órbita de transferencia . Esto implicó una serie de pasajes entre la Tierra y el punto de Lagrange L 2 Sol-Tierra, a través de la cola magnética de la Tierra . [16] Quince maniobras de propulsión y cinco asistencias de gravedad lunar dieron como resultado que la nave espacial fuera expulsada del sistema Tierra-Luna y colocada en una órbita heliocéntrica . Su último y más cercano paso sobre la Luna, el 22 de diciembre de 1983, fue a sólo 119,4 km (74,2 millas) sobre la superficie lunar; Después de este paso, la nave espacial fue redesignada como Explorador Internacional de Cometas (ICE). [17]
Su nueva órbita lo colocó por delante de la Tierra en una trayectoria para interceptar el cometa Giacobini-Zinner . El 11 de septiembre de 1985, la nave atravesó la cola de plasma del cometa. [17] ICE realizó un sobrevuelo del núcleo del cometa a una distancia de 7.800 km (4.800 millas) del núcleo el 11 de septiembre de 1985. [18]
ICE transitó entre el Sol y el cometa Halley a finales de marzo de 1986, cuando otras naves espaciales estaban cerca del cometa en sus misiones de encuentro con cometas a principios de marzo. (Esta " Halley Armada " incluía a Giotto , Vega 1 y 2 , Suisei y Sakigake ). ICE voló a través de la cola; su distancia mínima al núcleo del cometa era de 28 × 10 6 km (17 × 10 6 mi). [19] A modo de comparación, la distancia mínima de la Tierra al cometa Halley en 1910 era 20,8 × 10 6 km (12,9 × 10 6 mi). [20]
La NASA aprobó una actualización de la misión ICE en 1991. Define una misión heliosférica para ICE que consiste en investigaciones de eyecciones de masa coronal en coordinación con observaciones terrestres, estudios continuos de rayos cósmicos y la sonda Ulysses . En mayo de 1995, ICE estaba funcionando bajo un ciclo de trabajo bajo, con cierto apoyo de análisis de datos del proyecto Ulysses.
El 5 de mayo de 1997, la NASA puso fin a la misión ICE, dejando sólo una señal portadora en funcionamiento. La velocidad de bits del enlace descendente ISEE-3/ICE fue nominalmente de 2048 bits por segundo durante la primera parte de la misión y de 1024 bit/s durante el encuentro con el cometa 21P/Giacobini-Zinner . Posteriormente, la velocidad binaria descendió sucesivamente hasta 512 bit/s (el 9 de diciembre de 1985), 256 bit/s (el 5 de enero de 1987), 128 bit/s (el 24 de enero de 1989) y finalmente a 64 bit/s (el 27 de diciembre de 1987). 1991). Aunque todavía estaba en el espacio, la NASA donó la nave al Museo Smithsonian . [21]
En enero de 1990, ICE estaba en una órbita heliocéntrica de 355 días con un afelio de 1,03 AU, un perihelio de 0,93 AU y una inclinación de 0,1°.
En 1999, la NASA hizo un breve contacto con ICE para verificar su señal portadora. El 18 de septiembre de 2008, la NASA, con la ayuda de KinetX , localizó ICE utilizando la Red de Espacio Profundo de la NASA después de descubrir que no había sido apagado después del contacto de 1999. Una verificación de estado reveló que 12 de sus 13 experimentos todavía estaban funcionando y que todavía tenía suficiente propulsor para 150 m/s (490 pies/s) de Δv . Se determinó que era posible reactivar la nave espacial en 2014, [22] cuando nuevamente se acercó a la Tierra, y los científicos discutieron la reutilización de la sonda para observar más cometas en 2017 o 2018. [23]
Algún tiempo después de que decayera el interés de la NASA en el ICE, otros se dieron cuenta de que la nave espacial podría ser dirigida para pasar cerca de otro cometa. Un equipo de ingenieros, programadores y científicos comenzó a estudiar la viabilidad y los desafíos involucrados. [10]
En abril de 2014, sus miembros anunciaron formalmente sus intenciones de "recapturar" la nave espacial para su uso, llamando al esfuerzo Proyecto de reinicio ISEE-3. Una página web del equipo decía: "Tenemos la intención de contactar con la nave espacial ISEE-3 (Explorador Internacional Sol-Tierra), ordenarle que encienda su motor y entre en una órbita cerca de la Tierra, y luego reanudar su misión original... Si tenemos éxito, "Tenemos la intención de facilitar el intercambio y la interpretación de todos los nuevos datos que ISEE-3 envía a través de crowdsourcing". [24]
El 15 de mayo de 2014, el proyecto alcanzó su objetivo de financiación colectiva de 125.000 dólares estadounidenses en RocketHub , que se esperaba que cubriera los costes de escribir el software para comunicarse con la sonda, buscar en los archivos de la NASA la información necesaria para controlar la nave espacial y comprar tiempo en las antenas parabólicas. [25] Luego, el proyecto fijó un "objetivo ambicioso" de 150.000 dólares EE.UU., que también cumplió con un total final recaudado de 159.502 dólares EE.UU. [26]
Los miembros del proyecto estaban trabajando en el plazo: si conseguían que la nave espacial cambiara su órbita a finales de mayo o principios de junio de 2014, o a principios de julio usando más combustible, podría utilizar la gravedad de la Luna para volver a una órbita de halo útil . [27] [28] [29]
A principios de 2014, funcionarios del Centro de Vuelos Espaciales Goddard dijeron que el equipo de la Red de Espacio Profundo de la NASA necesario para transmitir señales a la nave espacial había sido desmantelado en 1999 y que era demasiado costoso reemplazarlo. [30] Sin embargo, los miembros del proyecto pudieron encontrar documentación para el equipo original y pudieron simular la compleja electrónica moduladora/demoduladora utilizando técnicas modernas de radio definida por software (SDR) y programas de código abierto del proyecto GNU Radio . [31] Obtuvieron el hardware necesario, un transceptor SDR disponible en el mercado, [32] y un amplificador de potencia, [33] y lo instalaron en la antena parabólica de Arecibo de 305 m (1001 pies) el 19 de mayo de 2014. [33] [34] Una vez que obtuvieron el control de la nave espacial, el equipo de captura planeó trasladar la estación terrestre principal al plato de 21 m (69 pies) ubicado en el Centro de Ciencias Espaciales de la Universidad Estatal de Morehead en Kentucky . [33] La antena parabólica de 20 m (66 pies) en el Observatorio de Bochum , Alemania , sería una estación de apoyo. [33]
Aunque la NASA no estaba financiando el proyecto, puso a disposición asesores y dio su aprobación para intentar establecer contacto. El 21 de mayo de 2014, la NASA anunció que había firmado un Acuerdo de Ley Espacial No Reembolsable con el Proyecto de Reinicio ISEE-3. "Esta es la primera vez que la NASA ha llegado a un acuerdo de este tipo para el uso de una nave espacial que la agencia ya no utiliza o planea volver a utilizar", dijeron los funcionarios. [35]
El 29 de mayo de 2014, el equipo de reinicio ordenó con éxito a la sonda que cambiara al modo de ingeniería para comenzar a transmitir telemetría. [36] [37]
El 26 de junio de 2014, los miembros del proyecto que utilizaron la antena DSS-24 del Goldstone Deep Space Communications Complex lograron una comunicación sincrónica y obtuvieron los cuatro puntos de alcance necesarios para refinar los parámetros orbitales de la nave espacial. [38] El equipo del proyecto recibió la aprobación de la NASA para continuar las operaciones hasta al menos el 16 de julio de 2014, e hizo planes para intentar la maniobra orbital a principios de julio. [28] [39]
El 2 de julio de 2014, el proyecto de reinicio encendió los propulsores por primera vez desde 1987. Hicieron girar la nave espacial a su velocidad de rotación nominal, en preparación para la próxima maniobra de corrección de trayectoria a mediados de julio. [40] [41]
El 8 de julio de 2014, falló una secuencia más larga de encendidos de propulsores, aparentemente debido a la pérdida del gas nitrógeno necesario para presurizar los tanques de combustible. [11] [12] [13]
El 24 de julio de 2014, el equipo de reinicio del ISEE-3 anunció que todos los intentos de cambiar de órbita utilizando el sistema de propulsión del ISEE-3 habían fracasado. En cambio, dijo el equipo, la Misión Interplanetaria de Ciencia Ciudadana ISEE-3 recopilaría datos mientras la nave espacial pasa cerca de la Luna el 10 de agosto de 2014 y entra en una órbita heliocéntrica similar a la de la Tierra. El equipo comenzó a apagar los componentes de propulsión para maximizar la energía eléctrica disponible para los experimentos científicos. [42]
El 30 de julio de 2014, el equipo anunció que todavía planeaba adquirir datos de la mayor cantidad posible de datos de la órbita de 300 días del ISEE-3. Con cinco de los 13 instrumentos de la nave espacial todavía funcionando, las posibilidades científicas incluían escuchar estallidos de rayos gamma , donde las observaciones desde ubicaciones adicionales en el Sistema Solar pueden ser valiosas. El equipo también estaba reclutando sitios receptores adicionales en todo el mundo para mejorar la cobertura diurna, con el fin de cargar comandos adicionales mientras la nave espacial está cerca de la Tierra y luego recibir datos. [43]
El 10 de agosto de 2014 a las 18:16 UTC, la nave espacial pasó a unos 15.600 km (9.700 millas) de la superficie de la Luna. Continuará en su órbita heliocéntrica y regresará a las proximidades de la Tierra en 2031. [44]
El 25 de septiembre de 2014, el equipo de Reboot anunció que el contacto con la sonda se perdió el 16 de septiembre de 2014. Se desconoce si se puede restablecer el contacto porque la órbita exacta de la sonda es incierta. La órbita de sobrevuelo poslunar de la nave espacial la aleja del Sol, lo que hace que la energía eléctrica disponible de sus paneles solares disminuya, y su batería falló en 1981. La reducción de energía podría haber hecho que la nave entrara en un modo seguro , del cual puede ser imposible despertar sin la información precisa de ubicación orbital necesaria para apuntar las transmisiones a la nave. [14]
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La nave espacial ICE tiene una forma cilíndrica en forma de barril cubierta por paneles solares. Cuatro largas antenas sobresalen equidistantes alrededor de la circunferencia de la nave espacial, abarcando 91 m (299 pies). [45] Tiene una masa seca de 390 kg (860 lb) y puede generar una potencia nominal de 173 vatios.
ICE lleva 13 instrumentos científicos para medir plasmas, partículas energéticas, ondas y campos. [2] [17] En julio de 2014 [actualizar], se sabía que cinco estaban funcionales. No lleva cámara ni sistema de imágenes. Sus detectores miden partículas de alta energía como rayos X y gamma, viento solar, plasma y partículas cósmicas. Un sistema de manejo de datos recopila los datos científicos y de ingeniería de todos los sistemas de la nave espacial y los formatea en un flujo en serie para su transmisión. La potencia de salida del transmisor es de cinco vatios.
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