STEREO ( Solar TErrestrial RElations Observatory ) es una misión de observación solar . [2] En 2006 se lanzaron dos naves espaciales casi idénticas ( STEREO-A y STEREO-B ) a órbitas alrededor del Sol que las hacen avanzar y retroceder gradualmente respecto a la Tierra, respectivamente. Esto permitió obtener imágenes estereoscópicas del Sol y de fenómenos solares, como las eyecciones de masa coronal .
El contacto con STEREO-B se perdió en 2014 después de que entró en un giro descontrolado que impidió que sus paneles solares generaran suficiente energía, pero STEREO-A todavía está operativo.
ESTÉREO-B Tierra
SolLas dos naves espaciales STEREO fueron lanzadas a las 00:52 UTC del 26 de octubre de 2006, desde la plataforma de lanzamiento 17B en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida en un lanzador Delta II 7925-10L hacia órbitas geocéntricas altamente elípticas . El apogeo alcanzó la órbita de la Luna. El 15 de diciembre de 2006, en la quinta órbita, la pareja pasó por la Luna para recibir asistencia gravitatoria . Debido a que las dos naves espaciales estaban en órbitas ligeramente diferentes, la nave espacial "adelante" (A) fue expulsada a una órbita heliocéntrica dentro de la órbita de la Tierra, mientras que la nave espacial "detrás" (B) permaneció temporalmente en una órbita terrestre alta. La nave espacial B se encontró nuevamente con la Luna en la misma revolución orbital el 21 de enero de 2007, siendo expulsada de la órbita terrestre en la dirección opuesta a la nave espacial A. La nave espacial B entró en una órbita heliocéntrica fuera de la órbita de la Tierra. La nave espacial A tardó 347 días en completar una revolución alrededor del Sol y la nave espacial B tardó 387 días. El ángulo nave espacial A/Sol/Tierra aumentará 21,650° por año. El ángulo nave espacial B/Sol/Tierra cambiará −21,999° por año. Dado que la longitud de la órbita de la Tierra es de unos 940 millones de kilómetros, ambas naves tienen una velocidad media, en un sistema de referencia geocéntrico giratorio en el que el Sol siempre está en la misma dirección, de unos 1,8 km/s, pero la velocidad varía considerablemente dependiendo de lo cerca que estén de su respectivo afelio o perihelio (así como de la posición de la Tierra). Aquí se muestran sus ubicaciones actuales.
Con el tiempo, las naves espaciales STEREO continuaron separándose entre sí a una velocidad combinada de aproximadamente 44° por año. No hubo posiciones finales para las naves espaciales. Alcanzaron una separación de 90° el 24 de enero de 2009, una condición conocida como cuadratura . Esto fue de interés porque las eyecciones de masa vistas desde el costado del limbo por una nave espacial pueden ser observadas potencialmente por los experimentos de partículas in situ de la otra nave espacial. Cuando pasaron por los puntos lagrangianos de la Tierra L 4 y L 5 , a fines de 2009, buscaron asteroides lagrangianos (troyanos) . El 6 de febrero de 2011, las dos naves espaciales estaban exactamente a 180° de distancia entre sí, lo que permitió ver todo el Sol a la vez por primera vez. [3]
A pesar de que el ángulo aumenta, la adición de una vista basada en la Tierra, por ejemplo, desde el Observatorio de Dinámica Solar , aún proporcionó observaciones del Sol completo durante varios años. En 2015, se perdió el contacto durante varios meses cuando la nave espacial STEREO pasó detrás del Sol. Luego comenzaron a acercarse a la Tierra nuevamente, con un acercamiento más cercano en agosto de 2023. No serán recapturados en la órbita terrestre. [4]
El 1 de octubre de 2014, se perdió el contacto con STEREO-B durante un reinicio planificado para probar la automatización de la nave, en previsión del mencionado período de "conjunción" solar. El equipo pensó originalmente que la nave espacial había comenzado a girar, disminuyendo la cantidad de energía que podrían generar los paneles solares. Un análisis posterior de la telemetría recibida concluyó que la nave espacial estaba en un giro descontrolado de aproximadamente 3° por segundo; esto era demasiado rápido para ser corregido inmediatamente utilizando sus ruedas de reacción , que se sobresaturarían. [5] [4]
La NASA utilizó su Red de Espacio Profundo , primero semanal y luego mensual, para intentar restablecer las comunicaciones. [4]
Después de un silencio de 22 meses, se recuperó el contacto a las 22:27 UTC del 21 de agosto de 2016, cuando la Red de Espacio Profundo estableció un bloqueo en STEREO-B durante 2,4 horas. [6] [5] [7]
Los ingenieros planearon trabajar y desarrollar software para reparar la nave espacial, pero una vez que se encendió su computadora, solo habría habido alrededor de 2 minutos para cargar la solución antes de que STEREO-B entrara en modo de falla nuevamente. [8] Además, si bien la nave espacial tenía energía positiva en el momento del contacto, su orientación se desviaría y los niveles de energía caerían. Se logró una comunicación bidireccional y se enviaron comandos para comenzar a recuperar la nave espacial durante el resto de agosto y septiembre. [5]
Entre el 27 de septiembre y el 9 de octubre de 2016, se produjeron seis intentos de comunicación fallidos y no se detectó ninguna onda portadora después del 23 de septiembre. Los ingenieros determinaron que, durante un intento de reducir la velocidad de giro de la nave espacial, una válvula de combustible del propulsor congelada probablemente provocó que la velocidad de giro aumentara en lugar de disminuir. [5] A medida que STEREO-B se desplazaba a lo largo de su órbita, se esperaba que sus paneles solares volvieran a generar suficiente energía para cargar la batería.
Cuatro años después de la pérdida inicial de contacto, la NASA finalizó las operaciones periódicas de recuperación a partir del 17 de octubre de 2018. [9]
El principal beneficio de la misión fueron las imágenes estereoscópicas del Sol. Debido a que los satélites están en diferentes puntos a lo largo de la órbita de la Tierra, pero distantes de ella, pueden fotografiar partes del Sol que no son visibles desde la Tierra. Esto permite a los científicos de la NASA monitorear directamente el lado lejano del Sol, en lugar de inferir la actividad en el lado lejano a partir de datos que se pueden obtener de la vista del Sol desde la Tierra. Los satélites STEREO monitorean principalmente el lado lejano en busca de eyecciones de masa coronal : explosiones masivas de viento solar , plasma solar y campos magnéticos que a veces se expulsan al espacio. [10]
Dado que la radiación de las eyecciones de masa coronal, o CME, puede interrumpir las comunicaciones de la Tierra, las aerolíneas, las redes eléctricas y los satélites, una predicción más precisa de las CME tiene el potencial de proporcionar una mayor advertencia a los operadores de estos servicios. [10] Antes de STEREO, la detección de las manchas solares asociadas con las CME en el lado oculto del Sol solo era posible mediante heliosismología , que solo proporciona mapas de baja resolución de la actividad en el lado oculto del Sol. Dado que el Sol rota cada 25 días, los detalles del lado oculto eran invisibles para la Tierra durante días antes de STEREO. El período en el que el lado oculto del Sol fue previamente invisible fue una de las razones principales de la misión STEREO. [11]
Madhulika Guhathakurta, científica del programa STEREO, esperaba "grandes avances" en la física solar teórica y en la predicción del clima espacial con la llegada de vistas constantes de 360° del Sol. [12] Las observaciones de STEREO se incorporan a los pronósticos de la actividad solar para aerolíneas, compañías eléctricas, operadores de satélites y otros. [13]
STEREO también se ha utilizado para descubrir 122 sistemas binarios eclipsantes y estudiar cientos de estrellas variables más . [14] STEREO puede observar la misma estrella durante hasta 20 días. [14]
El 23 de julio de 2012, STEREO-A se encontraba en la trayectoria del CME de la tormenta solar de 2012. Se estima que si este CME hubiera colisionado con la magnetosfera de la Tierra, habría causado una tormenta geomagnética de fuerza similar al Evento Carrington , la tormenta geomagnética más intensa registrada en la historia. [15] La instrumentación de STEREO-A pudo recolectar y transmitir una cantidad significativa de datos sobre el evento sin sufrir daños.
Cada una de las naves espaciales lleva cámaras, experimentos de partículas y detectores de radio en cuatro paquetes de instrumentos:
Cada nave espacial STEREO tenía una masa seca de 547 kg (1206 lb) y una masa de lanzamiento de 619 kg (1364 lb). En su configuración plegada, cada una tenía una longitud, anchura y altura de 2,0 × 1,2 × 1,1 m (6,67 × 4,00 × 3,75 pies). Tras el despliegue de los paneles solares, su anchura aumentó a 6,5 m (21,24 pies). [19] [20] Con todos sus brazos de instrumentos y antenas desplegados, sus dimensiones son de 7,5 × 8,7 × 5,9 m (24,5 × 28,6 × 19,2 pies). [21] Los paneles solares pueden producir un promedio de 596 vatios de potencia, y la nave espacial consume un promedio de 475 vatios. [19] [20]
Las naves espaciales STEREO están estabilizadas en tres ejes y cada una tiene una unidad de medición inercial en miniatura (MIMU) primaria y una de respaldo proporcionadas por Honeywell . [22] Estas miden los cambios en la actitud de una nave espacial, y cada MIMU contiene tres giroscopios láser de anillo para detectar cambios angulares. El rastreador de estrellas y el telescopio guía SECCHI proporcionan información de actitud adicional . [23]
Los sistemas informáticos de a bordo de STEREO se basan en el Módulo Electrónico Integrado (IEM), un dispositivo que combina la aviónica básica en una única caja. Cada nave espacial de una sola cadena lleva dos CPU, una para el comando y el manejo de datos y otra para la guía y el control. Ambos son procesadores IBM RAD6000 de 25 megahercios reforzados contra la radiación , basados en CPU POWER1 (predecesor del chip PowerPC que se encuentra en los Macintosh más antiguos ). Los ordenadores, lentos para los estándares actuales de los ordenadores personales , son típicos para los requisitos de radiación necesarios en la misión STEREO.
STEREO también incorpora FPGAs Actel que utilizan redundancia modular triple para el endurecimiento de la radiación. Los FPGAs contienen los microprocesadores P24 MISC y CPU24 . [24]
Para el almacenamiento de datos, cada nave espacial lleva una grabadora de estado sólido capaz de almacenar hasta 1 gigabyte cada una. Su procesador principal recoge y almacena en la grabadora imágenes y otros datos de los instrumentos de STEREO, que luego pueden enviarse de vuelta a la Tierra. Las naves espaciales tienen una capacidad de enlace descendente en banda X de entre 427 y 750 kbit/s . [19] [20]
Se recomiendan gafas 3D rojo cian para ver esta imagen correctamente.
