Vigil , [2] anteriormente conocida como Lagrange , [3] es una misión meteorológica espacial desarrollada por la Agencia Espacial Europea . La misión proporcionará a la Oficina Meteorológica Espacial de la ESA instrumentos capaces de monitorizar el Sol, su corona solar y el medio interplanetario entre el Sol y la Tierra, para proporcionar alertas tempranas de aumento de la actividad solar, para identificar y mitigar amenazas potenciales a la sociedad y a la infraestructura terrestre, aérea y espacial, así como para permitir pronósticos meteorológicos espaciales de 4 a 5 días. [4] Para este propósito, la misión Vigil colocará por primera vez una nave espacial en el punto Lagrange 5 (L 5 ) Sol-Tierra desde donde obtendría una vista "lateral" del Sol, observando regiones de actividad solar en la superficie solar antes de que giren y miren a la Tierra.
El monitoreo del clima espacial incluye eventos como erupciones solares , eyecciones de masa coronal , tormentas geomagnéticas , eventos de protones solares , etc. [5] La ubicación Sol-Tierra L 5 brinda oportunidades para el pronóstico del clima espacial al monitorear el Sol más allá del borde solar oriental no visible desde la Tierra, aumentando así el tiempo de anticipación del pronóstico de fenómenos solares potencialmente peligrosos, incluidas las erupciones solares y las corrientes rápidas de viento solar.
La misión Vigil mejorará la evaluación del movimiento y la densidad de eyecciones de masa coronal (CME), la velocidad/energía, el tiempo de llegada y el impacto en la Tierra para respaldar la protección de la infraestructura crítica en tierra y en el espacio. La misión también realizará observaciones in situ de la velocidad, la densidad y la temperatura del viento solar , así como del campo magnético interplanetario (IMF) en L5, para proporcionar una mejor detección y previsión de corrientes de viento solar de alta velocidad y regiones de interacción corrotantes.
En el marco del Programa de Conocimiento del Medio Espacial (SSA), [6] la ESA inició en 2015 la evaluación de dos misiones para mejorar el seguimiento del clima espacial. Estas misiones estaban destinadas inicialmente a utilizar el posicionamiento de satélites en los puntos de Lagrange Sol-Tierra L 1 y L 5 .
Finalmente, en el marco de la cooperación en materia de observaciones meteorológicas espaciales entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Servicio Nacional de Datos e Información Ambientales por Satélite (NESDIS) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA), se acordó lo siguiente [ cita requerida ] :
En el marco de este acuerdo, ambas agencias compartirán datos y se proporcionarán mutuamente instrumentos para su puesta en marcha en las respectivas plataformas.
El segmento espacial de la misión Vigil completó la primera parte de la definición preliminar (fase B1) [7] en junio de 2022. El 21 de noviembre de 2022, la ESA emitió una solicitud de cotización a Airbus Defence and Space Ltd. para el diseño, desarrollo y verificación (fases B2, C y D) del segmento espacial Vigil. [8] El inicio formal de las actividades está previsto antes de finales de 2023.
El estado del Segmento Terrestre es... [por completar] .
Está previsto que Vigil se lance en 2031 [1] , seguido de tres años de crucero hasta L 5. La misión tiene como objetivo operar nominalmente durante 4,5 años, con la posibilidad de extenderse hasta 5 años adicionales.
Los objetivos de la misión de Vigilia se pueden agrupar en dos categorías principales:
La plataforma proporciona todas las funciones relacionadas con el servicio necesarias para respaldar el correcto funcionamiento y la recopilación de datos del conjunto de carga útil Vigil. La característica clave del concepto de nave espacial para una misión operativa como Vigil es una arquitectura aviónica robusta capaz de permanecer operativa durante los fenómenos meteorológicos espaciales más extremos de los últimos 100 años. El sistema de detección, aislamiento y recuperación de fallos (FDIR) se diseñará para mejorar la autonomía de la nave espacial, reduciendo así el riesgo de interrupción del servicio que requiera intervención en tierra.
El enlace descendente de datos de la misión se realiza a través de banda X a una velocidad de datos promedio de ~1 Mbps (~86 Gbits por día) con cobertura 24 horas al día, 7 días a la semana proporcionada por ESTRACK complementada por estaciones comerciales adicionales.
Se estima que la masa en el lanzamiento será cercana a los 2500 kg. Para alcanzar el nivel SEL5, el diseño propuesto se basará en un sistema de propulsión química bipropulsado equipado con un motor principal de 450 N.
Payload Suite incluirá:
En el marco de la cooperación interinstitucional entre la ESA y la NASA, Vigil ofrecerá la posibilidad de alojar un instrumento adicional, el Instrumento de Oportunidad de la NASA (NIO). [9]
Los instrumentos de teledetección permitirán estimar el tamaño, la masa, la velocidad y la dirección de las eyecciones de masa coronal.
Los instrumentos in situ se pueden utilizar para monitorear las regiones de interacción de corrientes (SIR) [11] y las regiones de interacción corrotante (CIR) hasta 4 a 5 días antes de su llegada a la Tierra.
Pendiente
El Segmento Terrestre, consta de:
El servicio de lanzamiento se basa en Ariane 6.2 por Arianespace desde el Centro Espacial de Guayana . El lanzador estará en configuración de lanzamiento dual para inyección en GTO. La nave espacial se lanzará como pasajero secundario con un cliente comercial con destino a la órbita geoestacionaria en un lanzamiento dual con Ariane 6.4. Esta opción de transferencia hace uso de la conexión Sol-Tierra L 1 /L 2 y los efectos del Límite de Estabilidad Débil cerca de L 2 para alcanzar L 5 .
Después de su lanzamiento a GTO, la nave espacial realizará una serie de tres maniobras de elevación del apogeo (ARM) para dirigirse hacia L 1 en un período de 14 días, planificado para minimizar las transiciones a través de los cinturones de Van Allen.
Desde L 1, la nave espacial se colocará en una trayectoria de transferencia de costo cero a bajo hacia L 2, desde donde partirá hacia SEL5. Se ejecutarán maniobras en el espacio profundo (DSM), precedidas y seguidas de maniobras de corrección, según sea necesario.
Cuando la nave alcance L 5 , se ejecutará una maniobra de frenado para introducirla en la órbita final. Se están estudiando diferentes opciones, lo que da como resultado una división de dicha maniobra en dos arranques.
El viaje a L 5 puede durar hasta 3 años. Para aumentar el uso de la nave espacial Vigil, la misión entrará en una fase preoperativa una vez que se haya recorrido la mitad del viaje a L 5 .
Las alternativas incluyen el uso de Ariane 6.2 para inyección directa en SEL5, Ariane 6.4 o Falcon 9 proporcionados por SpaceX .