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BepiColombo encendió sus motores

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BepiColombo, la misión a Mercurio emprendida por la Agencia Espacial Europea1 y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial2, ejecutó exitosamente el encendido de sus motores de propulsión electromagnética.

Este 2 de diciembre de 2018, la sonda espacial llevó a cabo con éxito la primera maniobra, empleando dos de sus cuatro propulsores electromagnéticos. Tras más de una semana de ensayos en los que se examinaron y pusieron a prueba cada uno de los motores, BepiColombo avanzó un paso más en su periplo hacia el planeta más cercano al Sol.

Creación artística de la sonda espacial BepiColombo en configuración de crucero, volando más allá de la Tierra, con nuestro planeta y el Sol en segundo plano. BepiColombo regresará a la Tierra en dos años para hacer un sobrevuelo de empuje gravitacional, antes de hacerlo dos veces por Venus y seis veces por el propio Mercurio antes del ingreso en su órbita. En la imagen el Módulo de Transferencia de Mercurio está por detrás, con sus paneles solares extendidos, que miden 30 metros punta a punta. Como los paneles solares están inclinados hacia el Sol, en la imagen se observa la parte posterior. El conjunto solar de 7,5 metros del Orbitador Planetario de Mercurio está extendido hacia arriba y a la izquierda se aprecia la antena de alta ganancia de la sonda, que permite la comunicación hacia y desde la Tierra. El magnetómetro y la antena de ganancia media se ven a la derecha. El Orbitador Magnetosférico de Mercurio está en el interior del escudo solar, con su antena resguardada y visible en la imagen. Crédito de la imagen: ESA/ATG medialab

Creación artística de la sonda espacial BepiColombo en configuración de crucero, volando más allá de la Tierra, con nuestro planeta y el Sol en segundo plano. BepiColombo regresará a la Tierra en dos años para hacer un sobrevuelo de empuje gravitacional, antes de hacerlo dos veces por Venus y seis veces por el propio Mercurio antes del ingreso en su órbita. Crédito de la imagen: ESA/ATG medialab

BepiColombo dejó la Tierra el 20 de octubre de 2.018 y, tras unos primeros días críticos en el espacio y varias semanas de puesta en servicio en órbita, su Módulo de Transferencia a Mercurio (MTM) ya está acelerando sus motores iónicos de alta tecnología.

Dos propulsores iónicos T6 durante pruebas de encendido en una cámara de vacío en QinetiQ enn Farnborough, Reino Unido. El Sistema de Propulsión Electromagnética Solar tiene cuatro propulsores redundantes, con uno o dos operando cada vez. En el espacio las columnas, que se observan en la imagen, no son visibles, lo que sí ocurre en la cámara de vacío debido a la presencia de vestigios de gases. El brillo de los propulsores sí es visible en el espacio. Crédito de la imagen: QinetiQ.

Dos propulsores iónicos T6 durante pruebas de encendido en una cámara de vacío en QinetiQ enn Farnborough, Reino Unido. El Sistema de Propulsión Electromagnética Solar tiene cuatro propulsores redundantes, con uno o dos operando cada vez. En el espacio las columnas, que se observan en la imagen, no son visibles, lo que sí ocurre en la cámara de vacío debido a la presencia de vestigios de gases. El brillo de los propulsores sí es visible en el espacio. Crédito de la imagen: QinetiQ.

Los propulsores azules de la sonda europeo-japonesa constituyen el sistema de propulsión electromagnético más potente utilizado en un vuelo y es la primera vez que se prueban en el espacio.

Precisamente, los grupos electromagnéticos llevarán en un viaje de siete años a los dos orbitadores científicos —el Orbitador Planetario a Mercurio y el Orbitador Magnetosférico de Mercurio— hasta el planeta más interno del Sistema Solar.

“La tecnología de propulsión electromagnética es muy nueva y extremadamente delicada. Esto significa que los cuatro propulsores de BepiColombo deben comprobarse a fondo tras el lanzamiento, activándolos lentamente uno a uno y vigilando de cerca su funcionamiento y sus efectos en la nave”, señaló Elsa Montagnon, responsable de operaciones de la nave de BepiColombo.

El Módulo de Transferencia de Mercurio, de BepiColombo, envió a Tierra la primera imagen que comprobó el despliegue de la antena de alta ganancia del Orbitador Planetario de Mercurio. Se aprecia la parte posterior del dispositivo. Crédito de la imagen: ESA/BepiColombo/MTM.

El Módulo de Transferencia de Mercurio, de BepiColombo, envió a Tierra la primera imagen que comprobó el despliegue de la antena de alta ganancia del Orbitador Planetario de Mercurio. Se aprecia la parte posterior del dispositivo. Crédito de la imagen: ESA/BepiColombo/MTM.

Las pruebas se ejecutaron durante una sola ventana temporal en la que BepiColombo permaneció continuamente ‘a la vista’ de las antenas terrestres y fue posible mantener una comunicación constante entre la nave y sus equipos de control.

Era la única oportunidad de comprobar con todo detalle el funcionamiento de esta sección crítica de la nave, ya que cuando comiencen los encendidos rutinarios en diciembre, las antenas de la nave no apuntarán a la Tierra, por lo que la ‘visibilidad’ para los operadores del control de la misión será menor.

El primer encendido

El 20 de noviembre a las 11:33 UTC (12:33 CET), el primero de los motores de BepiColombo entró en modo de propulsión con una fuerza de 75 milinewtons (mN). Era la primera vez que la nave se encendía en el espacio.

Tres horas más tarde empezó la prueba de fuego, cuando el control de la misión envió la orden de máxima aceleración y el propulsor alcanzó los 125 mN, lo que equivaldría a sostener una pila AAA al nivel del mar. Puede que no parezca mucho, pero ese propulsor ahora está funcionando al empuje máximo previsto para la misión.

Antena de seguimiento que tiene la ESA en Malargüe, Mendoza, Argentina. Esta estación brindó, y brinda, apoyo a misiones como Rosetta, ExoMars, LISA Pathfinder, Mars Express y Gaia. Crédito de la imagen: ESA/D. Pazos

Antena de seguimiento que tiene la ESA en Malargüe, Mendoza, Argentina. Esta estación brindó, y brinda, apoyo a misiones como Rosetta, ExoMars, LISA Pathfinder, Mars Express y Gaia. Crédito de la imagen: ESA/D. Pazos

El modo de propulsión se mantuvo durante cinco horas, al cabo de las cuales BepiColombo regresó al modo normal. En ese período, la antena que la ESA tiene en Malargüe (Mendoza, Argentina) permaneció en comunicación con la nave, que ahora brilla en color azul debido al plasma generado por los propulsores al quemar el propelente de xenón.

Durante los días siguientes se repitieron estos mismos pasos con cada uno de los otros tres propulsores, maniobra que apenas repercutió en la trayectoria general de BepiColombo.

Los efectos mínimos observados permitieron al equipo de Dinámica de Vuelo evaluar con toda precisión el rendimiento de los motores: el análisis de los dos primeros encendidos reveló que la nave estaba funcionando por debajo del 2 % de su valor esperado. Los dos últimos encendidos aún están bajo evaluación.

“Ver los motores funcionando por primera vez en el espacio ha sido emocionante, pero también un alivio. El viaje de siete años a Mercurio incluirá 22 arcos de propulsión iónica, así que necesitamos que los propulsores estén en perfecto estado para el viaje. El arco de combustión de cada propulsor durará hasta dos meses, proporcionando la misma aceleración con una cantidad menor de combustible que con los encendidos químicos tradicionales, de alta energía y que duran minutos u horas”, manifestó Paolo Ferri, director de operaciones de la ESA.

Durante cada combustión de larga duración, los motores efectuarán pausas de ocho horas una vez por semana para que el control de tierra pueda llevar a cabo mediciones de navegación en condiciones dinámicas estables.

El primer arco de propulsión electromagnético de rutina, que comenzará a mediados de diciembre, pondrá a BepiColombo en su trayectoria interplanetaria y optimizará su órbita de cara a la maniobra de desviación gravitatoria en la Tierra que tendrá lugar en abril de 2.020.

A lo largo de los 9.000 millones de kilómetros de su viaje, BepiColombo efectuará nueve maniobras de asistencia gravitatoria en la Tierra, Venus y Mercurio, y dará 18 vueltas al Sol.

A finales de 2.025, el módulo de transferencia habrá finalizado su labor, por lo que se separará y dejará que los orbitadores científicos sean capturados por la gravedad de Mercurio para estudiar el planeta y su entorno, además de su interacción con el viento solar, desde órbitas complementarias.

“Depositamos nuestra confianza en este tipo de propulsores y ha merecido la pena. Ya estamos en camino a Mercurio con un sistema de electromovilidad. Estamos un paso más cerca de desvelar los misterios del planeta más cercano al Sol y, por ende, de la formación de nuestro Sistema Solar”, concluyó Günther Hasinger, director de Ciencia de la ESA.

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