15/Ene/08

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El próximo viaje europeo a la Luna: Chandrayaan-1

La excitación va en aumento mientras ESA está en las fases últimas de preparación de su primera misión en colaboración con la Organización India de Investigación del Espacio (ISRO).

Chandrayaan-1 estudiará la Luna con gran detalle y será la primera misión india que abandonará las proximidades de la Tierra.

Está previsto que sea lanzada en abril de 2008 desde Sriharikota, India. Será transportada por un vehículo de lanzamiento Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) y situada en una trayectoria de cinco días y medio a la Luna.

Tardará entonces dos semanas mientras realiza las maniobras que la lleven a su órbita operacional.

Sobre Chandrayaan-1

Chandrayaan-1 (significa en sánscrito 'Nave Lunar'), es la primera sonda de la Agencia Espacial ISRO que será lanzada en abril de 2.008 por una versión modificada del cohete PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle), con un coste total de 70 millones de euros.

La sonda observará la superficie lunar en alta resolución en el espectro visible, infrarrojo cercano, rayos X de baja y alta energía. Los objetivos fundamentales serán:

- Preparar un atlas en 3 dimensiones de toda la superficie lunar con una resolución de entre 5 y 10 metros.

- Realizar un análisis químico y mineralógico de la superficie lunar al completo para localizar la distribución de elementos como el magnesio, aluminio, silicio, calcio, hierro y titanio, con una resolución de 25 kilómetros, así como otros elementos de mayor número atómico como el radón, uranio y torio, a una resolución de 20 kms.

- Simultáneamente las fotografías geológicas y el mapeado químico permitirán la identificación de las unidades geológicoas que nos contarán la historia y evolución de la Luna, así como la naturaleza y estratigrafía de la corteza lunar.

La nave y los sistemas

La nave está formada por un orbitador lunar y un impactador. El orbitador tiene las dimensiones de un cubo de 1,5 metros de lado y un peso de 1.304 kilogramos en el lanzamiento y de 590 kg. en órbita lunar, de los cuales 504 kg. son de masa seca. Portará una amplia variedad de instrumentos remotos (once en total) que estudiarán nuestro satélite en luz visible, infrarroja y rayos-X durante al menos un periodo de 2 años en una órbita polar a 100 kilómetros de altura, produciendo mapas de alta resolución de la Luna, así como de su distribución química y topografía, con especial interés en las regiones polares y la búsqueda de agua.

La nave está estabilizada en los 3 ejes usando 2 sensores de estrellas, giroscopios y 4 ruedas de reacción. La generación de energía será posible gracias al panel solar que lleva instalado en un lateral y que proporcionará electricidad durante toda la misión a los instrumentos y sistemas. Este panel solar desplegable genera hasta 700 W de potencia máxima. Durante las fases de eclipse la sonda funcionará con las baterías de ión Litio. La inclinación del panel respecto a la nave será de 30° aunque irá plegado en el lanzamiento.

Para las comunicaciones la sonda emplea una antena parabólica de 70 centímetros de diámetro en banda X y gracias a un doble mecanismo de giro podrá estar apuntada permanentemente hacia la Tierra. Los datos de telemetría, seguimiento y comandos (TTC) serán en banda S.

Para alcanzar la Luna y una vez allí para mantener la órbita y la orientación, la nave utiliza un sistema de propulsión bi-propelente, llevando el combustible necesario como para unos 2 años de misión.

Para grabar los datos adquiridos por los diferentes instrumentos la nave lleva 3 grabadores de estado sólido (SSR). El primero de ellos (SSR-1) grabará los datos científicos y tiene una capacidad de 32 Gb. El SSR-2 guardará datos científicos y de orientación de la nave (giroscopios y sensores de estrellas), así como otros datos auxiliares. Su capacidad es de 8 Gb. El tercer disco duro para almacenar los datos será el del instrumentos de la NASA llamado M3, cuya capacidad independiente será de 10 Gb.

· Instrumentos científicos

Entre los 11 instrumentos científicos (90 kilogramos de peso total) con amplia participación internacional llevará:

- Terrain Mapping Camera (TCM): Es la cámara principal de la sonda desarrollada por ISRO y obtendrá fotografías de la superficie lunar al completo con una resolución de 5 metros en franjas de 20 kilómetros en la banda pancromática (0,5 a 0,85 µm). Junto con el instrumento láser permitirá obtener un mapa global de la Luna en 3 dimensiones.

- Hyper Spectral Imager (HySI): Desarrollada por ISRO, realizará espectros para obtener mapas mineralógicos en las bandas entre los 400 y 900 nm con una resolución de 80 metros, centrándose sobre todo en los picos centrales de los cráteres para obtener información del interior lunar.

- Lunar Laser Ranging Instrument (LLRI): Este instrumento realizado por ISRO consta de un láser que servirá para averiguar la altura y orientación de la sonda durante sus órbitas, para determinar la topografía de la superficie de toda la Luna y complementar los datos de los instrumentos TCM y HySI. Se enviarán a la superficie pulsos de luz a 1064 nm con una duración de 10 ns. El sensor medirá el tiempo que tarda la luz en volver reflejada de la superficie así como la dispersión y absorción que haya sufrido.

- High Energy X-ray/gamma ray spectrometer (HEX) Espectrómetro desarrollado por ISRO para altas energías entre los 30 y los 250 keV y una resolución de 20 km para medir la presencia de U, Th, 210Pb y 222Rn. Es el instrumento en este rango de energías con mayor resolución jamás enviado a la Luna.

- Chandrayaan-1 X-ray Spectrometer (C1XS) Espectrómetro de fluorescencia en rayos X con energías entre los 1 y 10 keV y una resolución de 10 km para determinar abundancias de Si, Al, Mg, Ca, Fe y Ti en la superficie. Sus sensores hacen uso de tecnologías recientemente desarrolladas (SCD) que dan unas altas capacidades de detección, resolución y espectroscopía, operando a temperatura ambiente. Este instrumento es herencia directa del instrumento D-CIXS de la sonda europea Smart-1, con las ventajas de trabajar en un periodo de aumento de la actividad solar, tener una órbita a menor altura e incorporar numerosas mejoras en su diseño. Ha sido realizado en colaboración entre ISRO, la ESA y el Rutherford Appleton Laboratory.

- Near Infrared Spectrometer (SIR-2): Espectrómetro de Infrarrojo cercano proporcionado por la ESA y el Max Planck Institute, para analizar la composición geológica y mineral usando el infrarrojo en detalles sin precedentes. Trabajará en el rango de los 0,93 a 2.4 ?m con una resolución espectral de 6nm. El instrumento es herencia directa del SIR de Smart-1.

- Moon Impact Probe (MIP): será un pequeño satélite de 29 kilogramos de peso desarrollado por ISRO que volará acoplado a Chandrayaan-1 y que será expulsado cuando la sonda llegue a 100 kilómetros de altura, para realizar un descenso e impactar en un lugar preseleccionado. Durante la fase de descenso se encontrará estabilizada por giro y su viaje tendrá una duración aproximada de 20 minutos. Sus dimensiones son de 37,5 x 37,5 x 47 centímetros.

Además de probar nuevas tecnologías la microsonda impactadora estudiará la superficie lunar desde muy cerca. Para ello se han incluido tres instrumentos:

· Espectrómetro de Masas de Alta Resolución. Espectrómetro de Masas de última generación con una resolución de masa de 0,5 amu y con una sensibilidad de presiones del orden de los 10-15 torr, para medir los tenues constituyentes de la atmósfera lunar en el descenso.

· Altímetro Radar en Banda S que medirá la altura hasta la superficie lunar y probará nuevas tecnologías para futuros aterrizajes suaves. Funcionará en la banda de los 4,3 GHz.

· Cámara de Vídeo. Una CCD junto a un decodificador de vídeo obtendrán las imágenes de la superficie mientras se produce el descenso.

- Sub-keV Atom Reflecting Analyzer (SARA): Instrumento proporcionado por la ESA para conocer la composición lunar usando los átomos neutrales de baja energía emitidos desde la superficie en el rango de energías entre los 10eV y los 2keV, siendo el primero de este tipo en ser usado para exploración planetaria. Además permitirá conocer la interacción de la superficie con el viento solar y las anomalías magnéticas. El sensor de átomos neutrales se llama CENA y el sensor de viento solar se llama SWIM (Solar WInd Monitor). En su elaboración ha participado el Swedish Institute of Space Physics de Suecia y el ISRO.

- Moon Mineralogy Mapper (M3): Instrumento proporcionado por la Universidad Brown y el JPL (Programa Discovery), consistente en un espectrómetro de alta resolución que analizará los minerales de la superficie para darnos mapas que permitan conocer la evolución de la Luna y sus recursos actuales para futuras misiones robóticas y tripuladas. Se medirán con precisión las características de absorción de las rocas y minerales, se obtendrán datos de alta resolución espectral para conocer los componentes de estas rocas y se conseguirán datos de alta resolución espacial para conocer el contexto geológicos y los procesos activos. Sus detectores de alta sensibilidad trabajarán en el rango de 0,7 a 3 µm con una resolución espacial de 70 metros y espectral de 10 nm.

- Miniature Synthetic Aperture Radar (MiniSAR): Radar proporcionado por la Universidad Johns Hopkins (APL) y la NASA, consistente en un radar de apertura sintética para mapear el hielo de agua permanente de los polos lunares hasta una profundidad de unos pocos metros. El aparato transmitirá radiación polarizada a la derecha a una frecuencia de 2.38 GHz y examinará la radiación con polarización izquierda y derecha que sea reflejada con una resolución de 75 metros.

- Radiation Dose Monitor (RADOM): Espectrómetro detector proporcionado por la Academia de Ciencias de Bulgaria, medirá la cuantitativa y cualitativamente la radiación ambiental en torno a la Luna, midiendo el flujo de partículas, espectros de energía y dosis absorbidas acumuladas. Entre los componentes estudiados estarán los rayos cósmicos galácticos, eventos de partículas energéticas del Sol y sus erupciones. Todo ello permitirá conocer los escudos que serán necesarios para futuras misiones tripuladas.

Fuente: www.uv.es, ESA y Sondas Espaciales. Aportado por Eduardo J. Carletti