Las sondas Van Allen , anteriormente conocidas como sondas de tormentas del cinturón de radiación (RBSP), [1] fueron dos naves espaciales robóticas que se utilizaron para estudiar los cinturones de radiación de Van Allen que rodean la Tierra. La NASA llevó a cabo la misión Van Allen Probes como parte del programa Living With a Star . [2] Comprender el entorno del cinturón de radiación y su variabilidad tiene aplicaciones prácticas en las áreas de operaciones de naves espaciales, diseño de sistemas de naves espaciales, planificación de misiones y seguridad de los astronautas. [3] Las sondas se lanzaron el 30 de agosto de 2012 y operaron durante siete años. Ambas naves espaciales fueron desactivadas en 2019 cuando se quedaron sin combustible. Se espera que salgan de órbita durante la década de 2030.
El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA gestiona el programa general Living With a Star del cual RBSP es un proyecto, junto con el Observatorio de Dinámica Solar (SDO). El Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins fue responsable de la implementación general y la gestión de instrumentos de la RBSP. Se programó que la misión principal duraría dos años, y se esperaba que los prescindibles duraran cuatro años. Se planeó que la misión principal durara sólo dos años porque existía gran preocupación sobre si la electrónica del satélite sobreviviría al entorno de radiación hostil de los cinturones de radiación durante un largo período de tiempo. Cuando después de 7 años la misión terminó, no fue por un fallo electrónico sino por quedarse sin combustible. Esto demostró la resistencia de la electrónica de la nave espacial. La longevidad de la nave espacial en los cinturones de radiación se consideró un rendimiento récord para los satélites en términos de resistencia a la radiación. [4]
La nave espacial trabajó en estrecha colaboración con el Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses (BARREL), que puede medir las partículas que se desprenden de los cinturones y llegan hasta la atmósfera de la Tierra. [5] [6]
El Laboratorio de Física Aplicada gestionó, construyó y operó las sondas Van Allen para la NASA.
Las sondas llevan el nombre de James Van Allen , el descubridor de los cinturones de radiación que estudiaron. [4]
El 16 de marzo de 2009, United Launch Alliance (ULA) anunció que la NASA había adjudicado a ULA un contrato para lanzar RSBP utilizando un cohete Atlas V 401. [9] La NASA retrasó el lanzamiento cuando llegó la cuenta atrás de los cuatro minutos a primera hora de la mañana del 23 de agosto. Después de que el mal tiempo impidiera el lanzamiento el 24 de agosto y un nuevo retraso por precaución para proteger el cohete y los satélites del huracán Isaac , el despegue se produjo el 30 de agosto de 2012 a las 4:05 a.m.EDT. [10]
El 12 de febrero de 2019, los controladores de la misión comenzaron el proceso de finalizar la misión Van Allen Probes bajando los perigeos de la nave espacial, lo que aumenta su resistencia atmosférica y resulta en su eventual reingreso destructivo a la atmósfera. Esto garantiza que las sondas vuelvan a entrar en un lapso de tiempo razonable, con el fin de representar una pequeña amenaza con respecto al problema de los desechos orbitales . Se proyectaba que las sondas dejarían de operar a principios de 2020, o cuando se quedaran sin el propulsor necesario para mantener sus paneles solares apuntando al Sol. Se prevé que el reingreso a la atmósfera se producirá en 2034. [11]
Van Allen Probe B se cerró el 19 de julio de 2019, después de que los operadores de la misión confirmaran que se había quedado sin propulsor. [12] Van Allen Probe A, que también se estaba quedando sin propulsor, fue desactivada el 18 de octubre de 2019, poniendo fin a la misión Van Allen Probes después de siete años de funcionamiento. [13]
Los cinturones de radiación de Van Allen se hinchan y encogen con el tiempo como parte de un sistema meteorológico espacial mucho más grande impulsado por energía y material que brotan de la superficie del Sol y llenan todo el Sistema Solar . El clima espacial es la fuente de las auroras que brillan en el cielo nocturno, pero también puede perturbar los satélites, provocar fallas en la red eléctrica e interrumpir las comunicaciones GPS . Las sondas Van Allen se construyeron para ayudar a los científicos a comprender esta región y diseñar mejor naves espaciales que puedan sobrevivir a los rigores del espacio exterior . [2] La misión tenía como objetivo mejorar la comprensión científica de cómo las poblaciones de electrones e iones relativistas en el espacio se forman o cambian en respuesta a cambios en la actividad solar y el viento solar . [2]
Los objetivos científicos generales de la misión eran: [2]
En mayo de 2016, el equipo de investigación publicó sus hallazgos iniciales, afirmando que la corriente anular que rodea la Tierra se comporta de una manera muy diferente a lo que se pensaba anteriormente. [14] La corriente del anillo se encuentra aproximadamente a 10.000 a 60.000 kilómetros (6.200 a 37.000 millas) de la Tierra. Las variaciones de la corriente eléctrica representan la dinámica de sólo los protones de baja energía. Los datos indican que existe una corriente anular sustancial y persistente alrededor de la Tierra, incluso en épocas sin tormentas, que es transportada por protones de alta energía. Durante las tormentas geomagnéticas, el aumento de la corriente anular se debe a la entrada de nuevos protones de baja energía en la región cercana a la Tierra. [14] [15]
En febrero de 2013, se descubrió un tercer cinturón de radiación temporal utilizando datos recopilados por las sondas Van Allen. Al cabo de unas semanas, el tercer cinturón fue destruido por una ráfaga de viento solar. [dieciséis]
Las sondas Van Allen consistían en dos naves espaciales estabilizadas por rotación que se lanzaron con un solo cohete Atlas V. Las dos sondas tuvieron que operar en las duras condiciones que estaban estudiando; mientras otros satélites se dan el lujo de apagarse o protegerse en medio de un intenso clima espacial, las sondas Van Allen tuvieron que seguir recopilando datos. Por lo tanto, las sondas fueron construidas para resistir el constante bombardeo de partículas y radiación que experimentarían en esta intensa zona del espacio. [2]
Debido a que era vital que las dos naves hicieran mediciones idénticas para observar los cambios en los cinturones de radiación tanto en el espacio como en el tiempo, cada sonda llevaba los siguientes instrumentos:
