STEREO ( Observatorio de Relaciones Solares Terrestres ) es una misión de observación solar . [2] En 2006 se lanzaron dos naves espaciales casi idénticas ( STEREO-A , STEREO-B ) a órbitas alrededor del Sol que las hacen avanzar cada vez más hacia la Tierra y caer gradualmente detrás de ella, 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 incontrolado 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 cerca de la Luna en busca de ayuda gravitatoria . Debido a que las dos naves espaciales estaban en órbitas ligeramente diferentes, la nave espacial "delante" (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 volvió a encontrarse con la Luna en la misma revolución orbital el 21 de enero de 2007, siendo expulsada de la órbita terrestre en dirección opuesta a la nave espacial A. La nave espacial B entró en una órbita heliocéntrica fuera de la órbita terrestre. La nave espacial A tardó 347 días en completar una revolución del Sol y la nave espacial B tardó 387 días. El ángulo nave espacial A/Sol/Tierra aumentará a 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 está siempre en la misma dirección, de aproximadamente 1,8 km/s, pero la velocidad varía considerablemente. dependiendo de qué tan cerca estén de su respectivo afelio o perihelio (así como de la posición de la Tierra). Sus ubicaciones actuales se muestran aquí.
Con el tiempo, las naves espaciales STEREO continuaron separándose entre sí a un ritmo combinado de aproximadamente 44° por año. No había posiciones finales para la nave espacial. Lograron una separación de 90° el 24 de enero de 2009, condición conocida como cuadratura . Esto fue interesante porque las eyecciones de masa vistas desde el costado del limbo por una nave espacial pueden potencialmente observarse mediante los experimentos de partículas in situ de la otra nave espacial. Al pasar por los puntos Lagrangianos L 4 y L 5 de la Tierra , a finales de 2009, buscaron asteroides Lagrangianos (troyanos) . El 6 de febrero de 2011, las dos naves espaciales estaban separadas exactamente 180° entre sí, lo que permitió ver el Sol completo por primera vez. [3]
Incluso aunque el ángulo aumenta, la adición de una vista desde la Tierra, por ejemplo del Observatorio de Dinámica Solar , permitió seguir observando el Sol 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, siendo su mayor aproximación 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 anticipación al período de "conjunción" solar antes mencionado. Originalmente, el equipo pensó que la nave espacial había comenzado a girar, disminuyendo la cantidad de energía que podían generar los paneles solares. Un análisis posterior de la telemetría recibida concluyó que la nave espacial estaba en un giro incontrolado de aproximadamente 3° por segundo; esto era demasiado rápido para corregirlo 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, el contacto se recuperó a las 22:27 UTC del 21 de agosto de 2016, cuando la Red del 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 habrían transcurrido unos 2 minutos para cargar la solución antes de que STEREO-B volviera a entrar en modo de falla. [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 órdenes para comenzar a recuperar la nave espacial durante el resto de agosto y septiembre. [5]
Seis intentos de comunicación entre el 27 de septiembre y el 9 de octubre de 2016 fracasaron y no se detectó una onda portadora después del 23 de septiembre. Los ingenieros determinaron que durante un intento de desacelerar la nave espacial, una válvula de combustible del propulsor congelada probablemente provocó que el giro aumentara en lugar de hacerlo. decreciente. [5] A medida que STEREO-B avanzaba a lo largo de su órbita, se esperaba que sus paneles solares pudieran volver a generar suficiente energía para cargar la batería.
Cuatro años después de la pérdida inicial de contacto, la NASA puso fin a 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 se encuentran en diferentes puntos a lo largo de la órbita de la Tierra, pero distantes de la Tierra, pueden fotografiar partes del Sol que no son visibles desde la Tierra. Esto permite a los científicos de la NASA monitorear directamente el lado opuesto del Sol, en lugar de inferir la actividad en el lado opuesto a partir de datos que pueden obtenerse de la vista del Sol desde la Tierra. Los satélites STEREO monitorean principalmente el lado opuesto en busca de eyecciones de masa coronal : ráfagas masivas de viento solar , plasma solar y campos magnéticos que a veces son expulsados al espacio. [10]
Dado que la radiación de las eyecciones de masa coronal, o CME, puede perturbar las comunicaciones, las líneas aéreas, las redes eléctricas y los satélites de la Tierra, una previsión 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 CME en la cara oculta del Sol solo era posible mediante heliosismología , que solo proporciona mapas de baja resolución de la actividad en la cara oculta del Sol. Dado que el Sol gira cada 25 días, los detalles en el lado oculto eran invisibles para la Tierra durante días antes de STEREO. El período en el que la cara oculta del Sol era anteriormente invisible fue la razón principal de la misión STEREO. [11]
Madhulika Guhathakurta , científica del programa STEREO, esperaba "grandes avances" en la física solar teórica y 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 actividad solar para aerolíneas, compañías eléctricas, operadores de satélites y otros. [13]
STEREO también se ha utilizado para descubrir 122 binarias eclipsantes y estudiar cientos de estrellas variables más . [14] STEREO puede mirar la misma estrella por hasta 20 días. [14]
El 23 de julio de 2012, STEREO-A se encontraba en el camino de la CME de la tormenta solar de 2012 . Se estima que esta CME, si colisionara con la magnetosfera de la Tierra, habría causado una tormenta geomagnética de fuerza similar al Evento Carrington , la tormenta geomagnética más intensa de la historia registrada. [15] La instrumentación de STEREO-A pudo recopilar 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 replegada, cada uno tenía un largo, ancho y alto de 2,0 × 1,2 × 1,1 m (6,67 × 4,00 × 3,75 pies). Tras el despliegue de los paneles solares, su ancho aumentó a 6,5 m (21,24 pies). [19] [20] Con todos sus brazos de instrumentos y antenas desplegadas, sus dimensiones son 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 energía y la nave espacial consume un promedio de 475 vatios. [19] [20]
Las naves espaciales STEREO están estabilizadas en 3 ejes y cada una tiene una unidad de medición inercial en miniatura (MIMU) primaria y de respaldo proporcionada por Honeywell . [22] Estos 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 adicional sobre la actitud . [23]
Los sistemas informáticos a bordo de STEREO se basan en el Módulo electrónico integrado (IEM), un dispositivo que combina aviónica central en una sola caja. Cada nave espacial de una sola cadena lleva dos CPU, una para comando y manejo de datos y otra para guía y control. Ambos son procesadores IBM RAD6000 de 25 megahercios resistentes a la radiación , basados en CPU POWER1 (predecesor del chip PowerPC que se encuentra en los Macintosh más antiguos ). Las computadoras, lentas según los estándares actuales de computadoras personales , son típicas de los requisitos de radiación necesarios en la misión STEREO.
STEREO también cuenta con FPGA Actel que utilizan triple redundancia modular para endurecimiento por radiación. Los FPGA contienen los microprocesadores de software P24 MISC y CPU24 . [24]
Para el almacenamiento de datos, cada nave espacial lleva un registrador de estado sólido capaz de almacenar hasta 1 gigabyte cada uno. Su procesador principal recopila y almacena en la grabadora imágenes y otros datos de los instrumentos de STEREO, que luego pueden enviarse de regreso a la Tierra. La nave espacial tiene 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.
