Diario del amanecer: HAMO2; el destino brilla…

Vesta es un miembro de la familia élite de planetas terrestres rocosos que viven en el sistema solar interior. Así como sus parientes, Mercurio, Venus, la Tierra, la Luna y Marte, tienen campos de gravedad complejos, es probable que Vesta también los tenga. La distribución de materiales de diferentes densidades dentro del interior crea variaciones en la fuerza de la fuerza gravitacional, por lo que Dawn sentirá un tirón ligeramente cambiante de Vesta mientras viaja en órbita. Nuestro barco atravesará aguas agitadas y desconocidas.

En diciembre vimos que al detectar las irregularidades en el campo de gravedad, Dawn revelará la naturaleza de la estructura interna de Vesta. Sin embargo, hasta que esas medidas detalladas se hayan realizado y considerado en el diseño del plan de vuelo, los efectos sutiles del campo de gravedad provocarán desviaciones de la trayectoria planificada. Por lo tanto, a medida que la nave espacial viaja de una órbita científica a otra, impulsará durante unos días y luego se detendrá para permitir que los navegantes obtengan una nueva posición en su posición. A medida que apunta su antena principal a la Tierra, el desplazamiento Doppler de su señal de radio revelará su velocidad y el tiempo que tardan las señales de radio (viajando, como bien saben todos los lectores, en el límite universal de la velocidad de la luz) para hacer el ida y vuelta dará su distancia. Combinando esos resultados con otros datos, los controladores de la misión actualizarán el plan sobre dónde apuntar el propulsor en cada instante durante la siguiente fase del viaje en espiral, lo verificarán, lo verificarán dos veces y lo transmitirán al explorador distante que lo pondrá en acción. Este proceso intensivo se repetirá cada pocos días mientras Dawn maniobra entre órbitas científicas.

Los detalles aún no caracterizados del campo de gravedad no son la única razón por la que el plan de vuelo requerirá ajustes regulares. Como el sistema de propulsión de iones cambiará la órbita, incluso pequeñas desviaciones del empuje calculado eventualmente se acumularán para tener un efecto significativo. Esto no es diferente de cualquier sistema eléctrico o mecánico realista, que seguramente tendrá imperfecciones. Si planeó un viaje en el que conducirá 100 kilómetros (62 millas) a 100 kilómetros por hora (62 mph), podría esperar llegar en exactamente 60 minutos. Pero incluso si mantuviera el velocímetro lo más cerca posible de 100, no sería lo suficientemente preciso para indicar la velocidad real. Si la velocidad real promediara 101 kilómetros por hora (63 mph), llegaría unos 36 segundos antes. Tal vez esa diferencia no le importaría (y si fuera así, podría considerar reemplazar su automóvil por una nave espacial), pero esos pequeños errores, cuando se ven agravados por las espirales repetidas de Dawn alrededor de Vesta, marcarán la diferencia para lograr su órbita cuidadosamente elegida. .

Otros fenómenos más contribuyen a diferencias menores entre el plan de vuelo que los controladores envían a la nave espacial y lo que realmente ocurre. Dos de estos, la ligera fuerza de la luz solar sobre la sonda y la mayor perturbación del disparo ocasional de los pequeños chorros para reducir la velocidad de giro de las ruedas de reacción, se explicaron con cierto detalle en un registro anterior, y ambos desempeñarán un papel. en Vesta.

El equipo de control de la misión ha ideado estrategias para dar cabida a todos estos pequeños contribuyentes (y otros) a las desviaciones del plan. Un componente adicional de la preparación para las complejidades de las operaciones de Vesta es establecer con qué precisión Dawn puede realizar la coreografía magistral del equipo. Ha demostrado repetidamente que puede ejecutar el perfil que cambia lentamente del crucero interplanetario. Para el caso más desafiante de orbitar sus destinos protoplanetarios, los ingenieros desarrollaron modelos matemáticos y realizaron estudios con el simulador de nave espacial en JPL, pero para verificar que los resultados sean válidos, se consideró una prueba este mes de la capacidad de la nave para navegar a través de algunas maniobras. vale la pena. Al igual que con las actividades que practicó en enero, el explorador robótico se desempeñó muy bien en su última demostración.

Aunque ahora no está en órbita alrededor de Vesta, los operadores ordenaron a Dawn que apuntara su propulsor, ya que se acercará al final de la transferencia de HAMO a LAMO. Durante el equivalente a una vuelta y media en espiral (la duración es adecuada para evaluar todos los aspectos pertinentes de la maniobra), la nave espacial giró usando su propulsor, cambiando la dirección de su haz de iones de la misma manera que lo hará cuando esté bajando su órbita. Debido a que Dawn estará más lejos del sol en ese momento de la misión de lo que está ahora, esta prueba utilizó un nivel de aceleración de iones más bajo (y, por lo tanto, un empuje más bajo), lo que refleja la energía solar reducida que estará disponible.

Los resultados confirmaron que la operación de la nave espacial coincide con las predicciones matemáticas y que los preparativos en curso para estos elaborados perfiles de vuelo son sólidos. Aunque aún queda trabajo por hacer, el éxito de esta prueba es un paso valioso para estar listo para alcanzar las órbitas previstas alrededor de Vesta.

Cuando Dawn haya completado su trabajo en LAMO, invertirá sus espirales y comenzará a alejarse del mundo que ha estado estudiando. Tiene una cita con el planeta enano Ceres, por lo que no puede quedarse en Vesta indefinidamente. Sin embargo, el itinerario permite que el viajero se detenga durante tres semanas a una altitud de unos 660 kilómetros (410 millas). A la misma altura que HAMO, esta órbita recibe el innovador nombre de HAMO2. Aunque hay algunas diferencias en la geometría orbital, la principal distinción entre HAMO y HAMO2 es que están separados por unos ocho meses, durante los cuales Vesta (con Dawn a cuestas) habrá progresado en su órbita alrededor del sol. Como notamos durante el otoño más reciente del hemisferio norte de la Tierra, Vesta tiene estaciones, y el ángulo cambiante de la luz del sol en la superficie de ese mundo alienígena durante la residencia de Dawn afecta su apariencia y cuánto es visible para algunos de los instrumentos científicos. Debido a que se iluminará una mayor parte del hemisferio norte, HAMO2 brinda la oportunidad de ver paisajes previamente ocultos y obtener una nueva perspectiva sobre algunos terrenos observados anteriormente.

Desde la perspectiva de Dawn ahora, su destino ya brilla intensamente. A mediados de marzo, Vesta eclipsará fácilmente a todos los objetos en el cielo del aventurero, excepto al Sol. Si se toma un momento para disfrutar de la vista de Júpiter bajo en el cielo vespertino del oeste, aparecerá tan brillante en estos días como lo haría Vesta para Dawn. Pero incluso cuando Júpiter se hunde hacia el Sol y se vuelve más difícil de ver para los observadores terrestres, el punto de luz en el cielo de nuestra sonda remota se vuelve cada vez más luminoso a medida que se reduce su separación.

Para aquellos en la Tierra que quieran tener su propia perspectiva sobre las ubicaciones de Dawn y Vesta, las alineaciones cambiantes del sistema solar ayudarán. Este verano, justo cuando el emisario robótico de nuestro planeta se instale en órbita y comience su exploración, Vesta será fácilmente visible con binoculares e incluso puede ser detectada por ojos penetrantes sin ayuda bajo cielos oscuros, aunque su visitante de la Tierra será bastante imperceptible.

En unas pocas semanas, cuando la Luna sea visible al amanecer y durante gran parte de la primera mitad del día (independientemente de tu zona horaria), podrás usarla como guía para la ubicación aproximada de Dawn y Vesta. Aproximadamente entre las 2:00 p. estará a menos de 5 grados de la Luna. (Como referencia, 5 grados son 10 veces el diámetro de la Luna o aproximadamente el ancho de tres dedos juntos con el brazo extendido). No necesitarás binoculares o un telescopio para verlos; solo necesitas tu imaginación para revelar un barco lejano, lejos del puerto del que zarpó hace más de tres años. En las profundidades silenciosas del espacio, con un tenue rastro azul verdoso de iones de xenón detrás de él, la nave se acercará constantemente a un mundo misterioso y antiguo que pronto revelará nuevas y fascinantes vistas, ya que es testigo de los albores del mundo. el sistema solar.

Dawn está a 4,2 millones de kilómetros (2,6 millones de millas) de Vesta, u 11 veces la distancia media entre la Tierra y la Luna. También está a 2,56 UA (383 millones de kilómetros o 238 millones de millas) de la Tierra, o 970 veces la distancia a la Luna y 2,59 veces la distancia al Sol. Las señales de radio, que viajan al límite universal de la velocidad de la luz, tardan 43 minutos en hacer el viaje de ida y vuelta.

Dr. Marc D. Rayman
9:00 p. m. PST 27 de febrero de 2011

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