Cuaderno de Bitácora

Perdidos en el espacio

Son las 19:45 horas, tiempo universal, del 3 de junio de 1965. Estamos en el interior del Gemini 4 orbitando el planeta Tierra. El astronauta Ed White ha abierto su portilla y se dispone a realizar la primera actividad extravehicular (EVA) de la historia de la exploración espacial estadounidense. Para propulsarse fuera de la cápsula, usa una especie de sifón de oxígeno. Durante los próximos 23 minutos, White se pasea por el espacio y es fotografiado desde la nave por James McDivitt. Sin embargo, transcurridos tres minutos, la pistola propulsora de White se agota y debe contosionar su cuerpo para moverse en el espacio. En la ingravidez espacial no hay suelo en el que apoyarse para caminar. Así que si ves salir de la cápsula uno de tus guantes y alejarse de ella, no es tan sencillo como correr hacia él y cogerlo. El guante de Ed White se convirtió en la primera prenda humana puesta en órbita. Un año después, el 18 de julio de 1966 durante la misión Gemini 10, el astronauta Mike Collins podría haber iniciado la era del espionaje vía satélite, sino fuera porque la cámara que puso en órbita al perderla, tenía disparador manual.

Los estadounidenses no han sido los únicos que han ido dejando basura en el espacio, y de hecho, tampoco los más originales. Los soviéticos, durante sus misiones Soyuz y Mir, usaban las caminatas espaciales para deshacerse de los excesos de equipaje. Así, dejaron flotando a la deriva un traje espacial ORLAN (obviamente, sin ningún cosmonauta dentro). De hecho, los soviéticos eran aficionados a dejar perdido el espacio: durante la primera década de vida de la Estación Espacial Mir pusieron en órbita unos 200 objetos, que en su mayoría eran bolsas de basura.

La mayor parte de la basura espacial orbita a baja altura y reentra en la atmósfera terrestre en pocos meses. Pero el resto de objetos, a varios kilómetros por segundo, son proyectiles de inmenso poder destructivo, que ponen en peligro la vida de los astronautas y la integridad de los ingenios espaciales. Por ejemplo, en 1996 el satélite francés Selene perdió varias de sus partes al colisionar con un trozo de basura del tamaño de una maleta. Pequeños detritos, que impactan contra las ventanas del transbordador espacial, obligan a la NASA a reponer, de media, una de las ocho ventanas tras cada lanzamiento. Afortunadamente, las agencias espaciales están concienciadas del problema y actualmente, la basura de la Estación Espacial no se tira por la ventanilla, como en el caso de la Mir, sino que es recogida por las cápsulas Soyuz y devuelta a la Tierra.

El Instituto de Astrofísica de Canarias cuenta en el Observatorio del Teide con un telescopio dedicado a controlar la basura espacial. El Optical Ground Station ha sido financiado por la Agencia Espacial Europea. La ESA estima que se han enviado al espacio alrededor de 23 000 objetos mayores de 10 centímetros y que 7500 de ellos, que suman unas 4500 toneladas, aún están orbitando la Tierra. Oriol Fuentes (IAC) afirma que «una sexta parte de los objetos en órbita son fases de cohetes, una quinta parte la constituyen aparatos o satélites no operativos, un 12% son piezas de maquinaria liberadas durante operaciones y un 40% de los objetos son fragmentos de los más de 160 satélites y fases de cohetes que han sido destruidos en órbita, ya sea voluntariamente o de forma accidental». Pero la situación es más grave, porque se calcula que existen entre 70 000 y 120 000 fragmentos más pequeños de un centímetro, con un ritmo de crecimiento del 5% cada año, que por ahora escapan a los telescopios que controlan la basura espacial.

Para luchar contra la basura espacial de forma pasiva, se urge a los constructores de satélites que reserven una parte del combustible para hacerlos reentrar en la atmósfera y desintegrarlos. Para eliminar la basura de forma activa, algunos proponen usar láseres, pero es una medida que se sale del presupuesto de las agencias espaciales. En su lugar, se puede esperar a los máximos solares. Cada 11 años, el Sol emite mayor energía y eso hace que la atmósfera terrestre se expanda. La basura espacial sufre mayor fricción y cae a órbitas más bajas. Es el caso de la estación espacial Skylab, que obtuvo un inesperado billete de vuelta a la Tierra y calló a la superficie el 11 de julio de 1979.

Pero hay otros objetos que permanecen durante décadas perdidos en el espacio exterior. El 3 de septiembre de 2002, el astrónomo aficionado Bill Yeung descubrió un nuevo objeto en órbita a la Tierra con su pequeño telescopio. Catalogado como J002E3, este objeto parece haber sido capturado por nuestro planeta en el mes de abril. Lo que no se imaginaba este estadounidense es que, según simulaciones de gran precisión realizadas por la NASA, su objeto tenía una posición similar al del Apolo 12 a finales de 1969. Por tanto, todo parece indicar que el J002E3 es de origen terrícola: se trata de la etapa superior del cohete Saturno S-IVB. Los astrónomos habían calculado la posibilidad de que este cohete impactase en breve con la Luna, pero sucesivas mejoras de la trayectoria han descartado casi por completo esta posibilidad.

En cierto sentido, todos estos objetos que vagabundean cerca o lejos de la Tierra han tenido la suerte de llegar al espacio, porque hay otros que ni siquiera abandonaron la Tierra. Es el caso de la Pioneer 0, cuya primera etapa explotó. Y es el caso, sobre todo, de la más dolorosa pérdida en la historia de la exploración espacial: la explosión del transbordador Challenger en enero de 1986. El ex-administrador general de la NASA, Daniel Goldin, impuso un nuevo estilo para superar la profunda crisis producida por el Challenger: "mejor, más rápido, más barato". Se pusieron en marcha varios programas destinados a lanzar sondas y observatorios de bajo costo. Pero esa política, exitosa a corto plazo, a medio le ha costado su su puesto. Durante el proyecto Apolo, las naves y los cohetes eran sometidos a un riguroso control de calidad. Hoy en día, también se imponen controles, pero la presión por ajustarse a los plazos y presupuestos han dificultado la tarea. Así se explican los fracasos de la NASA en Marte.

En septiembre del año 2000, la Mars Climate Orbiter (MCO) se desintegró en la atmósfera debido a un error humano de conversión entre unidades métricas e inglesas. Este desastre fue la antesala del siguiente, tres meses después. En diciembre del 2000, cuando estaba previsto retomar el contacto con la Mars Polar Lander (MPL) tras su "amartizaje", jamás se recuperó la comunicación. La comisión independiente de investigación que estudiaron los casos, afirmó que para ahorrar costes gran parte de los ingenios fueron probados por separado, pero no suficiente cuando fueron integrados. Las prisas nunca fueron buenas compañeras de viaje y mientras algunos astronautas pierden destornilladores en el espacio, otros su puesto de trabajo aquí en la Tierra.

Recuperación SOHO
En ocasiones, se ha podido recuperar sondas que se daban por perdidas. Es el caso del Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO). El 25 de junio de 1998, se perdió contacto con la sonda, situada a medio camino entre el Sol y la Tierra, debido a un fallo de los giróscopos y una serie de órdenes erróneas enviadas por los controladores. La sonda situó sus paneles solares a la sombra. Con el transcurrir de los días, la incertidumbre aumentaba, porque al no recibir señal se desconocía su situación exacta y las baterías se descargaban sin remisión. La desesperación se apoderó de todos los integrantes de la misión y se la dio por irrecuperable.

Pericia e ingenio: Alan Kiplinger, de la Universidad de Colorado, sugirió usar un radiotelescopio para buscar, mediante radar, a la sonda. El 23 de julio de 1998, se detectó la sonda con la antena de 70 metros de Goldstone, en California. Gracias al radar, se pudo determinar cómo estaba orientada. Inmediante se le enviaron comandos, pero sin suerte. La sonda, podía estar congelada. Se probó a ordenar instrucciones más simples. Finalmente, el 3 de agosto, la sonda, aunque débilmente, respondió: no estaba todo perdido, pero tampoco ganado. Los ingenieros debían sortear una serie encadenada de problemas: para conocer el estado de la sonda, hace falta telemetría, pero obtener telemetría consume una gran cantidad de energía, y las baterías no se cargaban nunca por completo. Y una vez se obtuvo la telemetría, tampoco se podía encender la sonda con un interruptor. Los ingenieros tuvieron que idear ingeniosísimos procedimientos para ir cargando poco a poco las baterías, mientras calentaban los circuitos y comprobaban el estado de los instrumentos. Finalmente en el mes de octubre, se obtuvo la primera imagen solar desde la recuperación del contacto. La SOHO, desde entonces, ha continuado sus observaciones del Sol y descubriendo, de paso, decenas de cometas que pasan a su alrededor.

¡Houston, tenemos un problema!
¿Qué sucede al perderse por accidente una sonda? ¿Se volatilizan los millones de euros invertidos? Cuando una agencia espacial da luz verde a la construcción de un ingenio espacial, los presupuestos deben asignar partidas para el diseño, construcción, seguros, lanzamiento, operación e investigación. Al destruirse o quedar inoperativa una sonda, los principales danmificados son los ingenieros encargados de su mantenimiento, que se quedan sin trabajo, y, en menor medida, los investigadores, que dejan de recibir datos científicos. Como efectos colaterales, las agencias espaciales deben responder ante las instancias políticas y la opinión pública, y en este caso, la NASA es más vulnerable que otras agencias, al depender sus presupuestos anuales del apoyo de los congresistas, en lugar del gobierno. Caso aparte son los satélites comerciales. Las corporaciones que los financian esperan situarlos en órbita para explotarlos comercialmente, y en caso de pérdida, puede significar problemas económicos, tanto para la corporación, como para las aseguradoras que deberán desembolsar cantidades millonarias.

Se me ha colgado el cohete
El 4 de junio de 1996, la Agencia Espacial Europea estrenó el cohete Ariane 5. La ESA, a través de la empresa Arianespace, tiene la mitad del mercado mundial de lanzamientos, e invirtió 5 mil millones de euros en el desarrollo de un cohete más poderoso que el Ariane 4. Como carga útil de este vuelo inaugural se cuentan con los cuatro satélites científicos de la misión Cluster, para el estudio del viento solar. 3, 2, 1... ¡ignición! El majestuoso Ariane 501 despega de la Guayana Francesa e inicia su ascenso a los cielos. A los 36,7 segundos después, el sistema de guiado genera un error en una operación matemática: el número era demasiado grande y no se podía representar con 16 dígitos binarios. El sistema de guiado se cuelga. El ordenador de abordo interpreta el mensaje de error del sistema de guiado como nuevos datos de posición y realiza una corrección de trayectoria. A los 39 segundos, se activa de forma automática el sistema de autodestrucción. ¿Culpable? La investigación posterior concluyó que el software no se había programado con las suficientes garantías de calidad y su ingenierio principal fue despedido.

CONTOUR
La sonda CONTOUR estaba destinada a analizar el núcleo de tres cometas en órbita al Sol. Donald Yeomans, investigador del Jet Propulsion Laboratory, opina que «una colisión cometaria catastrófica con la Tierra solo ocurre a intervalos de muchos millones de años de promedio, por lo que no debemos estar demasiado preocupados por peligros de este tipo. Sin embargo, es prudente dedicar ciertos esfuerzos a descubrir y estudiar estos objetos, caracterizar sus dimensiones, composiciones y estructuras y echar un ojo a sus futuras trayectorias». Pero un fallo dejó a los ingenieros de la NASA sin contacto con la CONTOUR a comienzos del mes de agosto. Observaciones realizadas desde Tierra muestran dos objetos con órbitas paralelas donde sólo debía verse, de una pieza, a la sonda. Para la NASA supone un nuevo revés y mala prensa, después de la pesadilla vivida durante 1999 cuando perdieron consecutivamente la Mars Climate Orbiter y a la Mars Polar Lander. El nuevo administrador de la NASA, Sean O'Keefe ya ha nombrado un panel de investigación para esclarecer las razones de la pérdida. Aunque sin la CONTOUR los científicos han perdido una magnífica oportunidad para conocer de cerca el comportamiento de los núcleos cometarios, en enero del 2003 tomará el relevo la sonda Rosetta. Construida y operada por la Agencia Espacial Europea, a partir del 2011 y durante dos años estudiará la evolución del cometa 46 P/Wirtanen.


Galileo
En órbita a Júpiter desde 1993, la Galileo es, junto a la Cassini/Huygens, la última sonda de gran presupuesto de la NASA. Con una misión que dura ya más de una década, ha arrancado muchos secretos a la corte de satélites jovianos. La Galileo nos ha descubierto a Ío, Europa, Ganímedes y Calisto como pequeños planetas vivos, desde los volcanes de Ío hasta los hipotéticos mares internos de Europa y Ganímedes. Pero la Galileo estuvo a punto de ser una misión abortada prematuramente. Después de ponerse en órbita, el gran paraguas que estaba destinado a ser la antena de alta ganancia se negó a desplegarse. Sin esta antena, las imágenes e información que la sonda podría enviar a la Tierra estarían severamente limitados por la pequeña antena secundaria. Durante el trayecto a Júpiter, que incluyó varias asistencias gravitatorias a Venus y la Tierra para obtener impulso, los ingenieros zarandearon a la Galileo con la esperanza de que se desplegara la antena, sin éxito. Por lo tanto, los científicos principales de la misión tuvieron que recurrir al doloroso plan B: seleccionar qué imágenes y qué información tenían prioridad, olvidándose de completar el 100% de los objetivos. Pericia e ingenio. En parte, esta situación se ha aliviado gracias a la reprogramación de las comunicaciones, y se vienen usando algoritmos de compresión de datos e imágenes similares a los disponibles en los ordenadores convencionales.

Pathfinder
Puede sonar vulgar que los ingenieros espaciales deban resetear el sistema operativo de una sonda e instalar actualizaciones para corregir fallos, pero ese es también parte de su trabajo. En julio de 1997, tras la llegada de la sonda a la superficie marciana, se detectó una disfunción en el ordenador de la Pathfinder, que perdía contacto con la Tierra súbitamente. Los ingenieros descubrieron que el ordenador de abordo se reseteaba periódicamente. Tras varios parches enviados a un ordenador situado a cientos de millones de kilómetros, finalmente identificaron y solucionaron el error, una tarea que no finalizaba en el tiempo máximo que se le había asignado. La Pathfinder continuó enviando datos de forma ininterrumpida hasta el 27 de septiembre de 1997, cuando se perdió el contacto por causas desconocidas. La Pathfinder ha sido una de las misiones de la NASA con más éxito popular desde la época del Apolo, gracias a su pequeño rover (Sojourner) que recorrió algunos cientos de metros en la superficie marciana. La Mars Pathfinder fue renombrada como la Estación Memorial Carl Sagan, en honor del apasionado astrónomo y divulgador científico, que murió en diciembre del año anterior.

Víctor R. Ruiz
Revista QUO, noviembre 2002

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