12 de febrero de 2009

Dawn está cayendo hacia Marte

Imagen: NASA/JPL

La misión Dawn, lanzada en septiembre de 2007 y propulsada por un trío de motores iónicos de alta eficiencia cruzó la órbita de Marte el pasado verano boreal. Desde ese momento, el cinturón de asteroides (hacia donde se dirige la nave) nunca ha estado más cerca. Los objetivos científicos de la misión Dawn son los dos asteroides mayores del cinturón principal: Vesta que alcanzará en agosto de 2011 y Ceres cuya llegada está prevista para febrero de 2015. A principios de julio Dawn comenzó a curvar su trayectoria hacia el Sistema Solar interior, para después desconectar su motor iónico después de 270 días de un empuje casi continuo.

"Nuestros motores están desconectados pero también estamos cambiando de orientación y cayéndonos hacia Marte", dijo Marc Rayman ingeniero jefe del proyecto Dawn. "Todos aquí en la misión Dawn no podríamos estar más felices"

La alegría del equipo al dirigirse con éxito al planeta que lleva por nombre al dios romano de la guerra no es infundada. Marte, es el objetivo final para muchas misiones de la NASA, y de hecho es siempre un importante punto de apoyo para la misión. Todo lo que Dawn tiene que hacer es seguir las instrucciones de los manuales de la astronáutica y realizar una asistencia gravitatoria.

Una asistencia gravitatoria es el uso del movimiento relativo y la gravedad de un planeta u otro cuerpo celeste para alterar el rumbo y la velocidad de una nave, se realiza habitualmente para ahorrar combustible tiempo y gastos. Una nave espacial que viaje hacia un planeta exterior (o, en este caso, un asteroide) disminuirá su velocidad puesto que la incesante atracción solar la frenará. Al hacer volar una nave cerca de un gran planeta y su gran campo gravitatorio, parte de la velocidad del planeta en su giro alrededor del Sol se transfiere a la nave. En el caso de Dawn, está utilizando el enorme momento angular de Marte (la velocidad a la cual Marte orbita al Sol) para darle un empuje extra.

"Realmente es un gran empujón", añadió Rayman. "La gravedad de Marte cambiará su trayectoria alrededor del Sol alargando su órbita elíptica y enviando la sonda más lejos del Sol. También cambiará el plano orbital de Dawn en más de 5°. Esto es importante puesto que la sonda tiene que maniobrar hacia el mismo plano en que Vesta orbita el Sol."

Si Dawn tuviera que realizar estos ajustes orbitales por sí misma, sin la ayuda de Marte, sería necesario que la nave encendiese sus motores y acelerase su velocidad en más de 9330 km/h. Semejante cambio de velocidad habría necesitado que la nave llevase 104 kilos más de propelente xenón.

"Sin la asistencia gravitatoria, nuestra misión no hubiera podido realizarse, incluso con la extraordinaria capacidad del sistema de propulsión iónico", explica Rayman."Por esa razón estamos contentos que Dawn esté cayendo hacia Marte."

Otro motivo de felicidad, especialmente para el equipo científico, es sobrevolar el cuarto planeta del Sistema Solar. Con el asteroide Vesta todavía a más de dos años y medio de distancia, Marte proporciona una oportunidad perfecta para probar los instrumentos científicos.

"Es algo fortuito que necesitemos ir a Marte para después viajar a Vesta y Ceres", comenta Carol Raymond, investigadora principal del JPL para la misión Dawn. "Puesto que hay otras sondas actualmente funcionando en Marte con instrumentación similar, podremos comparar nuestras medidas con sus conocimientos sobre Marte, y mejorar nuestro conocimiento del Sistema Solar."

Pero la asistencia gravitatoria marciana no es el obstáculo final en el camino de Dawn hacia el cinturón de asteroides. Durante los siguientes 30 meses son necesarios más de 27 meses de empuje del motor iónico para alcanzar con éxito el primer objetivo de la misión: Vesta.

Mientras que un preciso sobrevuelo del planeta Marte es un asunto vital para una sonda que intenta adentrarse en el cinturón de asteroides, el propio planeta no queda totalmente inalterado. Dawn tiene su propia masa y su propio campo gravitatorio, aunque ciertamente mucho menor que el de Marte, pero sin embargo impulsar los 1134 kilogramos de Dawn producirá en Marte un efecto de deceleración que será 600 billones de veces inferior a la aceleración producida en la sonda.

"Las leyes de la física nos dicen que Marte pagará un precio por ayudar a Dawn", dice Rayman. "El sobrevuelo provocará que se frene en su órbita de forma que dentro de un año marciano su posición resultará desplazada en alrededor del ancho de un átomo. El efecto acumulado de todo eso provocará que dentro de 180 millones de años Marte esté desplazado de su posición en 2,5 cm. Agradecemos que Marte haga este sacrificio para que Dawn pueda realizar con éxito su interesante misión de exploración en el cinturón de asteroides."

La odisea de Dawn le llevará a viajar 4.800 millones de kilómetros, incluyendo las órbitas que describirá en torno al asteroide Vesta en 2011 y Ceres en 2015. Estos dos gigantes del cinturón de asteroides han sido testigos de gran parte de la historia del Sistema Solar. Utilizando los instrumentos de la sonda Dawn se espera estudiar ambos objetos durante varios meses, los científicos podrán comparar y contrastar de forma más precisa a los dos. El equipo de instrumentos científicos de la sonda estudiará la geología, la estructura, la composición elemental y mineral, la forma, la topografía de la superficie, la morfología y la historia tectónica y también buscará minerales que contengan agua. Además, los efectos en la trayectoria de la nave y sus características orbitales en torno a Vesta y Ceres se utilizarán para medir las masas y campos gravitatorios de ambos asteroides.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.nasa.gov/