El 4 de enero de 2017, Lucy fue elegida, junto con la misión Psyche , como las misiones 13 y 14 del Programa Discovery de la NASA respectivamente. [6] [8]
La misión recibe su nombre de los fósiles de homínidos Lucy , porque el estudio de los troyanos podría revelar los "fósiles de la formación de planetas": materiales que se agruparon en la historia temprana del Sistema Solar para formar planetas y otros cuerpos. [9] El homínido recibió su nombre de la canción de los Beatles de 1967 " Lucy in the Sky with Diamonds ". [10] La nave espacial lleva un disco hecho de diamantes cultivados en laboratorio para su instrumento L'TES. [11]
Descripción general
Lucy fue lanzada desde Cabo Cañaveral SLC-41 el 16 de octubre de 2021, a las 09:34 UTC [3] en la variante 401 de un vehículo de lanzamiento Atlas V de United Launch Alliance . Obtuvo una asistencia gravitatoria de la Tierra un año después, el 16 de octubre de 2022, [12] y después de sobrevolar el asteroide 152830 Dinkinesh en 2023, [13] obtendrá otra asistencia gravitatoria de la Tierra en 2024. [14] En 2025, sobrevolará el asteroide del cinturón principal interior 52246 Donaldjohanson , que recibió su nombre en honor al descubridor del fósil de homínido Lucy. [15] En 2027, llegará a la nube troyana L 4 (el campamento griego de asteroides que orbita unos 60° por delante de Júpiter), donde sobrevolará cuatro troyanos, 3548 Eurybates (con su satélite), 15094 Polymele , 11351 Leucus y 21900 Orus . [6] Después de estos sobrevuelos, Lucy regresará a la Tierra en 2031 para otra asistencia gravitatoria hacia la nube troyana L 5 (el campamento troyano que se encuentra a unos 60° detrás de Júpiter), donde visitará al binario troyano 617 Patroclus con su satélite Menoetius en 2033. La misión puede terminar con el sobrevuelo de Patroclus-Menoetius, pero en ese momento Lucy estará en una órbita estable de 6 años entre las nubes L4 y L5, y será posible una extensión de la misión. [ cita requerida ]
La exploración de los troyanos de Júpiter es uno de los objetivos prioritarios delineados en el Planetary Science Decadal Survey . Los telescopios terrestres y el Wide-field Infrared Survey Explorer han observado que los troyanos de Júpiter son "oscuros con... superficies que reflejan poca luz solar". [17] Júpiter está a 5,2 UA (780 × 10 6 km; 480 × 10 6 mi) del Sol, o aproximadamente cinco veces la distancia Tierra-Sol. [18] Los troyanos de Júpiter están a una distancia similar, pero pueden estar algo más lejos o más cerca del Sol dependiendo de dónde se encuentren en sus órbitas. Puede haber tantos troyanos como asteroides del cinturón principal . [19]^^
La NASA seleccionó a Lucy a través del Anuncio de Oportunidad (AO) del Programa Discovery publicado el 5 de noviembre de 2014. [20] Lucy se presentó como parte de una convocatoria de propuestas para las próximas misiones del Programa Discovery que cerró en febrero de 2015. Las propuestas debían estar listas para su lanzamiento a fines de 2021. Se recibieron veintiocho propuestas en total.
El 30 de septiembre de 2015, Lucy fue seleccionada como una de las cinco misiones finalistas, cada una de las cuales recibió 3 millones de dólares estadounidenses para producir estudios y análisis de diseño conceptual más profundos. [21] [22] [23] [24] Sus compañeros finalistas fueron DAVINCI , NEOCam , Psyche y VERITAS . El 4 de enero de 2017, Lucy y Psyche fueron seleccionadas para su desarrollo y lanzamiento.
El 31 de enero de 2019, la NASA anunció que Lucy se lanzaría en octubre de 2021 en un vehículo de lanzamiento Atlas V 401 desde Cabo Cañaveral , Florida . El costo total del lanzamiento se estimó en 148,3 millones de dólares. [25] El 11 de febrero de 2019, SpaceX protestó por la adjudicación del contrato, alegando que podría lanzar a Lucy a la misma órbita a un "costo significativamente más barato". El 4 de abril de 2019, SpaceX retiró la protesta. [26]
El 28 de agosto de 2020, la NASA anunció que Lucy había superado su Punto de decisión clave D (KDP-D) con "luz verde" para ensamblar y probar la nave espacial y sus instrumentos. [27] Los instrumentos de la nave espacial llegaron, comenzando con L'LORRI, el 26 de octubre de 2020. [28] El 30 de julio de 2021, la nave espacial fue transportada en un avión de transporte C-17 a Florida para los preparativos del lanzamiento, y Lucy fue encapsulada en el carenado del cohete el 30 de septiembre de 2021.
Lucy se lanzó el 16 de octubre de 2021 a las 09:34 UTC [29] [30] en la apertura de su ventana de lanzamiento de 23 días. [30]
Instrumentos científicos
La carga útil científica incluye: [2] [21]
El ralph
L'Ralph: generador de imágenes pancromático y en color visible (0,4–0,85 μm) y mapeador espectroscópico infrarrojo (1–3,6 μm). L'Ralph se basa en el instrumento Ralph de New Horizons y se construyó en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard . Se utilizará para medir silicatos, hielos y compuestos orgánicos en la superficie. El instrumento L'Ralph tiene un diseño anastigmático de tres espejos f/6 con una apertura de 75 mm. La estructura del telescopio está compuesta por un bloque de aluminio para proporcionar un sistema de imágenes atérmicas. Un divisor de haz transmite la luz de longitud de onda más larga a LEISA y refleja la luz de menos de ~960 nm a MVIC. El instrumento se enfría pasivamente con un radiador de 20 pulgadas (510 mm) de diámetro que enfría el detector LEISA a ~100 K. Un nuevo componente del instrumento L'Ralph en comparación con sus predecesores es un conjunto de espejo de barrido. El espejo de escaneo se utiliza para barrer el objetivo a través de los planos focales de Ralph para construir imágenes visibles o espectros infrarrojos. [31]
Dibujo CAD del L'LORRI
L'LORRI – generador de imágenes visibles de alta resolución. L'LORRI se deriva del instrumento LORRI de New Horizons y se construyó en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins . Proporcionará las imágenes más detalladas de la superficie de los troyanos. L'LORRI utiliza el mismo detector y tiene el mismo diseño óptico que el LORRI de New Horizons . El espejo primario tiene un diámetro de 20,8 cm, el sistema tiene una longitud focal de 262 cm y el detector es un CCD de transferencia de fotogramas retroiluminado y adelgazado de 1024 × 1024 de Teledyne e2v. Cada píxel subtiende 5 μrad y tendrá una función de dispersión de puntos con un FWHM de menos de 15 μrad. Las diferencias con el instrumento anterior que vale la pena destacar son la adición de electrónica redundante, memoria para almacenar datos LORRI y la diferencia en la acomodación del instrumento. En New Horizons , el instrumento LORRI está dentro de la nave espacial, pero en Lucy L'LORRI está montado en una plataforma de apuntamiento de instrumentos (IPP). [31]
L'TES
L'TES – espectrómetro infrarrojo térmico (6–75 μm). L'TES es similar a OTES en la misión OSIRIS-REx y fue construido en la Universidad Estatal de Arizona . Revelará las características térmicas de los troyanos observados, que también informarán sobre la composición y estructura del material en la superficie de los asteroides. OTES se utilizó para derivar la composición de la superficie y la inercia térmica del asteroide Bennu. Sin embargo, debido a que los asteroides troyanos a 5 UA son mucho más fríos que Bennu, la misión Lucy no planea usar L'TES para derivar la composición de la superficie. En cambio, L'TES se utilizará principalmente para inferir las propiedades del regolito. L'TES tiene el mismo diseño óptico-mecánico que OTES, incluido un telescopio Cassegrain de 15,2 cm de diámetro, un interferómetro de Michelson con divisor de haz de diamante depositado en vapor químico y un detector piroeléctrico de sulfato de triglicina dopado con L-alanina deuterada (DLATGS) no refrigerado. El L'TES presenta pequeñas diferencias con respecto al instrumento anterior, como la eliminación de una posible trayectoria de luz difusa modificando el deflector del telescopio y el diámetro interior del espejo primario, y mejoras en el sistema de láser de metrología. Un objetivo de cuerpo negro de cono de calibración interna proporciona calibración radiométrica. El instrumento L'TES recopila datos de 6 a 75 μm y tiene una radiancia espectral equivalente al ruido (NESR) de 2,310–8 W cm −2 sr −1 cm −1 entre 300 cm −1 (7,4 μm) y 1350 cm −1 (33 μm). Para superficies con temperaturas superiores a 75 K, el L'TES determinará la temperatura con una precisión de 2 K. La energía encerrada al 50 % del instrumento subtiende 6,5 mrad. El L'TES tiene un modo de tomar datos. Recopila continuamente interferogramas (cada 0,5, 1,0 o 2,0 s) y los transfiere a la nave espacial para almacenarlos antes de la transmisión por satélite. El instrumento comenzará a recopilar datos un día antes del acercamiento más cercano, es decir, antes de que el objetivo llene el campo de visión del instrumento. La recopilación de datos continuará hasta un día después del acercamiento más cercano. El instrumento L'TES medirá la radiancia de cada asteroide troyano en cuatro ubicaciones a diferentes horas locales del día, con el requisito adicional de que una observación mida una ubicación dentro de los 30° del punto subsolar y otra mida la superficie no iluminada. [31]
La investigación radiocientífica determinará la masa de los troyanos utilizando el hardware de telecomunicaciones de radio de la nave espacial y una antena de alta ganancia para medir los cambios Doppler .
T2CAM: se utilizaría una cámara de seguimiento terminal (T2CAM o TTCAM) para tomar imágenes de campo amplio de los asteroides para delimitar mejor sus formas.
Ilustración de la nave espacial desplegada
Despliegue de paneles solares de la nave espacial Lucy y encendido del motor principal
Instrumentos a bordo
La plataforma de apuntamiento de instrumentos (IPP)
Placa dorada
Una placa sobre la misión Lucy con 20 mensajes de personas de la Tierra
A bordo de la nave espacial hay una placa dorada que contiene su fecha de lanzamiento, las posiciones de los planetas en la fecha de lanzamiento, los continentes de la Tierra en el momento del lanzamiento, su trayectoria nominal y veinte discursos, poemas y letras de canciones de personas como Martin Luther King Jr. , Carl Sagan , The Beatles y más. Debido a que la nave espacial no abandonará el Sistema Solar ni se estrellará intencionalmente contra un cuerpo planetario, existe la posibilidad de que las futuras generaciones de la humanidad puedan recuperarla. [32]
Objetivos
Lucy alternará visitas a los campamentos griegos (L 4 ) y troyanos (L 5 ) de Júpiter cada seis años.Siete de los objetivos de la misión Lucy : el asteroide binario Patroclus/Menoetius, Eurybates, Orus, Leucus, Polymele y el asteroide del cinturón principal Donaldjohanson.
Los objetos específicos que se seleccionan para los vuelos de observación realizados por la nave espacial incluyen: [15] [33] [34] [35]
Propulsión
La nave espacial Lucy en configuración de lanzamiento
Lucy tiene varios motores diferentes:
Nombre LEROS 1c: [41]
Contar: 1
Tipo: motor bipropelente hipergólico
Propulsor: MON / Hidrazina
Empuje: 458 N (386–470 N)
Impulso específico: 324 s
Aerojet Rocketdyne MR-103J: [42] [43]
Contar: 8
Tipo: propulsor monopropelente catalítico
Propulsor: Hidracina
Empuje: 1 N (0,19–1,13 N)
Impulso específico: 202–224 s
Aerojet Rocketdyne MR-106L: [42] [44]
Contar: 6
Tipo: propulsor monopropelente catalítico
Propulsor: Hidracina
Empuje: 22 N (10–34 N)
Impulso específico: 228–235 s
Vuelo
Lucy Rollout y Lift & MateEl lanzamiento será el 16 de octubre de 2021 a las 5:34 am EDT
Aunque el concepto Lucy se originó a fines de 2014 y fue seleccionado para financiación en 2015, el vuelo espacial Lucy comenzó el 16 de octubre de 2021 con el lanzamiento de la nave espacial Lucy a bordo de un vehículo de lanzamiento Atlas V 401 de United Launch Alliance [45] en una órbita de estacionamiento estable . Durante la siguiente hora, la segunda etapa se volvió a encender para colocar a Lucy en una trayectoria interplanetaria en una órbita heliocéntrica en una misión de doce años a dos grupos de asteroides troyanos Sol-Júpiter , así como sobrevuelos cercanos de asteroides del cinturón principal durante uno de los tres pases planificados a través del cinturón de asteroides . Si la nave espacial permanece operativa durante la duración planificada de 12 años, es probable que la misión se extienda y se dirija a objetivos de asteroides adicionales. [46] [47]
Problemas de despliegue de paneles solares
El 16 de octubre de 2021, Lucy comenzó a desplegar sus dos paneles solares. Si bien el despliegue inicial de los paneles pareció transcurrir sin problemas, más tarde se descubrió que uno de los paneles solares no logró engancharse de forma segura en la posición abierta. Thomas Zurbuchen , administrador asociado de ciencia de la NASA, destacó que la nave espacial permaneció "segura y estable". [48] Las pruebas posteriores del 26 de octubre indicaron que el panel afectado estaba entre el 75 y el 95 por ciento del despliegue completo. A partir de enero de 2022 [actualizar], la nave espacial está en modo crucero. La NASA ha declarado que están revisando una variedad de opciones potenciales, incluida simplemente dejar que el conjunto permanezca como está. [49] [50] A fines de enero de 2022, la NASA anunció que había encontrado la causa de la falla de uno de los paneles solares para desplegarse por completo y luego abrirse de forma segura. En ese momento, la agencia opinó que había dos opciones para proceder: intentar volver a desplegar el panel solar haciendo funcionar nuevamente el motor de despliegue del panel o dejar el panel como estaba, es decir, no hacer ningún otro intento de abrirlo y cerrarlo por completo. Incluso con un panel solar desplegado parcialmente, la nave espacial estaba generando suficiente energía para la misión. La NASA dijo que consideraría detenidamente sus opciones y que solo tomaría medidas en un momento (mucho) posterior, ya que el problema no era un riesgo inminente para la misión. [51]
El 9 de mayo de 2022, Lucy ejecutó el primer paso para completar el despliegue del panel solar desbloqueado. Esto no tenía como objetivo desplegar y bloquear completamente el panel, sino simplemente validar que las pruebas en tierra del equipo representaban adecuadamente el problema del bloqueo del panel. Después de revisar los datos, el siguiente paso planificado fue otro esfuerzo de despliegue. [52] [53]
Para el 5 de agosto de 2022, la NASA informó que el panel solar está entre 353 grados y 357 grados abierto (de 360 grados) pero no bloqueado, lo que lo hace lo suficientemente estable para que la nave espacial funcione según sea necesario para las operaciones de la misión. [54] [55]
Tras el intento del 13 de diciembre de 2022, el equipo suspendió el trabajo con los paneles solares. [56]
Sobrevuelo de 152830 Dinkinesh
Dinkinesh y su satélite Selam fotografiados por la cámara L'LORRI de la nave espacial Lucy , un minuto antes del acercamiento más cercano a una distancia de 430 km (270 mi)
El 1 de noviembre de 2023, Lucy sobrevoló con éxito su primer objetivo, el asteroide del cinturón principal 152830 Dinkinesh , a una velocidad relativa de 4,5 km/s (2,8 mi/s). [57] Al día siguiente, la NASA publicó imágenes del sobrevuelo y anunció el descubrimiento de un pequeño satélite orbitando Dinkinesh. [58] Las primeras imágenes del sobrevuelo mostraron que Dinkinesh tiene aproximadamente 790 m (2590 pies) de diámetro, mientras que el satélite tiene aproximadamente 220 m (720 pies) de diámetro. [59] Imágenes posteriores mostraron que el satélite era en realidad dos objetos en contacto directo, conocido como binario de contacto . [60] El descubrimiento del satélite de Dinkinesh elevó el número total de visitas de asteroides planificadas de Lucy a once.
Animación de la trayectoria de Lucy
Lucy · Sol · Tierra · 52246 Donaldjohanson · 3548 Eurybates · 617 Patroclo
Véase también
DESTINY+ , una misión planificada de la JAXA para sobrevolar múltiples asteroides.
MBR Explorer , una misión planificada de la UAESA para sobrevolar varios asteroides del cinturón principal.
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Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Lucy (nave espacial) .
Sitio web de la misión en NASA.gov
Nuevas misiones Discovery de la NASA: Psyche y Lucy en YouTube
Lucy: la misión de la NASA a los troyanos de Júpiter en eoPortal
Diseñando el camino de Lucy hacia los asteroides troyanos
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