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Astronomía desde el Hemisferio Sur para todos
martes 16 de julio de 2019 

Tiempo de lectura:     5:50 min

Un evento en la misión Gravity Probe B

por Jaime García, Instituto Copérnico (Argentina)

(20 de diciembre de 2004) - La misión Gravity Probe B (GP-B) cumple 35 semanas en órbita a la Tierra y se encuentra en perfecto estado operativo, con todos sus subsistemas operando bien. La nave, que está superando la mitad de su período de 6 semanas a pleno Sol, girando libremente alrededor de su giroscopio #3, manteniendo una tasa de giro constante de 0,7742 rpm, o sea, unos 77,5 segundos por giro. La temperatura dentro del Dewar se mantiene estable justo por debajo 1,82 Kelvin. Sus cuatro giroscopios están digitalmente suspendidos en modo “ciencia”, lo que significa que están funcionando para fines científicos y no de navegación. Se han estado recolectando datos de relativistas durante 16 semanas. El proceso de recolección de datos continúa sin sobresaltos y la calidad de los datos permanece excelente.

 

Durante gran parte del mes de diciembre, el equipo de Planificación de la Misión ha programado un mínimo de actividad, tal como verificaciones de rutina de la parte externa y de la funcionalidad de la nave espacial y el envío de los datos a Tierra. Sin embargo, por ser complacientes, la Madre Naturaleza parece tener un modo de frotar la lámpara —como ocurrió el 18 de diciembre de 2004, por la tarde.

 

El relato de la nave espacial

Era una mañana de invierno tediosa en California. Orbitando la Tierra cada 97,5 minutos, la nave espacial GP-B pasó justo sobre California a eso de las 6:30 AM hora del Pacífico (PST), pero el Sol ya estaba sobre el horizonte, y el cielo estaba demasiado brillante para ver al satélite. En el Centro de Operaciones de la Misión GP-B (MOC), un equipo mínimo de personas compuesto por quienes cumplen tareas para la misión, los directores de vuelo y uno o dos ingenieros residentes, verificaron varias telemetrías de pasos (sesiones de comunicación) durante las horas de la mañana. Muchos resultaban pasos del satélite de 25 minutos, durante los cuales la nave especial envía información de su estado al MOC a través del sistema de satélites de comunicaciones TDRS (Tracking and Data Relay Satellite) de la NASA. Y, durante un paso de 12 minutos, a las 1:15 PM PST, el registrador de estado sólido de la nave espacial transmitió datos relativistas a la base de datos científica de la GP-B a través de una conexión telemétrica de alta velocidad usando la estación terrena de seguimiento Svalbard, en la isla de Spitsbergen, en Noruega. Por todo, se trataba de un sábado normal, y la atmósfera del MOC estaba bastante relajada.

 

A continuación del exitoso paso por Svalbard, la nave continuó en su al Sur. A alrededor de la 1:30 PM PST, la nave estaba volando sobre Sudamérica—apunta hacia el Polo Sur—cuando ingresó a la Anomalía del Atlántico Sur (SAA). Esta es una región por encima de la Tierra, donde los flujos protones y de otras partículas atrapados, emitidos por el Sol, son mucho mayores que en cualquier otro lugar de la Tierra, debido a la asimetría de los cinturones de Van Allen de protección radiactiva de la Tierra Entonces, la nave es más vulnerable al ataque de protones cuando vuela a través de esta región.

A la 1:48PM, PST, un raro evento silencioso ocurrió a bordo de la nave, disparando cuatro modos seguros (secuencia de comandos preprogramados diseñados para que, automáticamente, los giroscopios, el telescopio y otros sistemas e instrumentos se coloquen en un modo estable y seguro en respuesta a informaciones anómalas o fuera de límite de los sensores de a bordo).

De nuevo en el MOC, el siguiente paso telemétrico recién estaba planificado para las l 3:16 PM, por lo que el equipo de operaciones estaba completamente ajeno a ese cambio en las condiciones de la nave espacial. A las 3:15PM, el equipo del MOC se instaló en sus asientos disponiéndose para el próximo paso de telemetría del satélite. Cuando la antena de la nave espacial entró al campo de satélite TDRSS y comenzó a transmitir, uno por uno, los monitores de estado en todo el MOC comenzaron a ponerse en rojo, señalando que la nave había disparado sus modos seguros. Había un problema a bordo.

Durante los siguientes 20 minutos, los teléfonos sonaron y, enseguida, el MOC estaba plenamente activo. Una evaluación de los modos seguros que se habían disparado indicaba que un error, nunca antes visto, había ocurrido en un módulo del sistema de computación del Control de Actitud y Traslación (ATC). El GPS de la nave había registrado un valor transitorio de la velocidad fuera de escala, lo cual, si fuese correcto, indicaba que, por un breve lapso, la nave especial había viajado con una velocidad más rápida que la de la luz—o usando la terminología de la serie televisiva Star Trek (Viaje a las Estrellas), había “adquirido velocidad warp”. De hecho, el sistema GPS había reportado un único punto en los datos con una velocidad erróneamente alta, la cual, cuando la elevó al cuadrado causó un “overflow” en la computadora – quedó atorada. El modulo de computación del ATC se molestó por ese “overflow” y disparó la prueba en modo seguro, lo cual desató una reacción en cadena de respuestas similares en los otros sensores.

El equipo del MOC inmediatamente programó varios pasos extra de comunicación satelital para poderse así comunicar con la nave más frecuentemente. Así, durante las siguientes 24 horas, ellos trabajaron metódicamente sobre una serie de pruebas y secuencias de comandos para volver a la nave a su modo normal de operación científica. Inicialmente, se supone que el receptor GPS había sufrido un golpe por un protón en la región SAA, pero, análisis posteriores sugieren que ese no ha sido el caso. En su lugar, esta anomalía fue causada, aparentemente, por uno de los cuatro satélites accesibles del sistema GPS que estaba en una posición incorrecta para una triangulación GPS apropiada. El sistema ATC generalmente captura situaciones de esta naturaleza y descarta los datos; pero este pasó los filtros.

La nave retornó a la operación normal. Este incidente no perjudicó los datos experimentales del GP-B, y, una vez más, el hecho de que un evento anómalo haya ocurrido mientras la nave volaba a través de la región SAA parece haber sido una coincidencia. O quizás no.

 

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