Control de sondas espaciales desde la Tierra

El estudio del Universo y más concretamente, el estudio en profundidad del Sistema Solar mediante sondas espaciales ha permitido a los astrónomos alcanzar nivel de conocimiento que se hubiera considerado no hace mucho tiempo, imposible. En este artículo vamos a comentar algunas de las características de las sondas espaciales que han permitido todo estos grandes avances, fijándonos en aquellas misiones mas destacadas y como pudieron salir adelante a pesar de los grandes contratiempos que sufrieron.

El estudio del Universo y más concretamente, el estudio en profundidad del Sistema Solar mediante sondas espaciales ha permitido a los astrónomos alcanzar nivel de conocimiento que se hubiera considerado no hace mucho tiempo, imposible. En este artículo vamos a comentar algunas de las características de las sondas espaciales que han permitido todo estos grandes avances, fijándonos en aquellas misiones mas destacadas y como pudieron salir adelante a pesar de los grandes contratiempos que sufrieron.

Gracias a la ingente cantidad de información que las sondas espaciales han provisto y proveen a los astrónomos, el conocimiento de nuestro Sistema Solar y del mismo Universo aumenta exponencialmente. Se han elaborado mapas en detalle de Mercurio, Venus, Marte y de docenas de lunas situadas en los planetas exteriores.

Se disponen de películas que muestran la evolución del clima en Júpiter así como del comportamiento de los anillos y la atmósfera de Saturno. Además las modernas sondas espaciales, recogen y envían datos del Universo profundo permitiéndo estudiar quasars, galaxias, estrellas y objetos lejanos con gran precisión.

Pero que hay detrás de toda esta información que nos llega cuya recogida y divulgación se ha hecho tan corriente en nuestros días. De forma simplista, se puede decir que dirigir una sonda espacial es algo bastante similar a dar ordenes a un robot por control remoto utilizando un sistema de radio para enviar las ordenes.

Sin embargo, lo cierto es que los encargados de dirigir las sondas, ayudados por los mas modernos sistemas de navegación, tienen que tener en cuenta a menudo decenas o centenares de variables a la hora de trazar trayectorias y otro tipo de operaciones para asegurarse del estado actual y futuro del ingenio que tienen entre manos.



La radio es el medio que se utiliza para comunicarse con las sondas espaciales. Esta tiene la desventaja de que a grandes distancias, las señales se debilitan y pueden poner en peligro las misiones. Para solucionar, en parte, este problema la NASA, construyó una gran red de antenas que cubre la totalidad de las principales regiones terrestres, denominándose Red del Espacio Profundo (REP). Las antenas que forman parte de esta red, se encuentran en California, Australia y España, teniendo cada una de ellas, 64 metros de diámetro.

El centro de control de las sondas espaciales estadounidenses se encuentra en Pasadena, California, una tarea de la que se encarga el mítico Laboratorio de Propulsión de Cohetes. Desde este centro, se envían las órdenes por radio a la antena mejor posicionada de la red y entonces un gran transmisor se encarga de enviar el mensaje a la sonda espacial siendo este recogido en su antena particular.

Las sondas incorporan antenas muy grandes, deben hacerlo porque sino sería nas problemático poder recibir y enviar información a largas distancias. Por ejemplo la antena de la sonda Voyager, incorporaba una antena de 3,7 metros y la del Pioneer era de 2,7 metros.

Gracias a estos tamaños la comunicación entre ambas partes es todo lo optima que puede ser permitiendo una comunicación bidireccional. Las sondas envían constantemente información sobre su situación y el estado general de esta y sus instrumentos. También se envían datos sobre las observaciones que realizan y las fotografías que toman.

Por otro lado, las sondas requieren energía para poder moverse y esta energía debe provenir de un generador que sea capaz de proveerla durante un largo periodo de tiempo ininterrumpido. La mayoría de sondas que navegan lejos del Sol, utilizan un diminuto generador nuclear mientras que aquellas que realizan sus expediciones cerca de este, utilizan paneles solares donde captan la energía utilizandola posteriormente. Gracias a estos generadores de energía, las sondas pueden enviar una vasta y casi ilimitada cantidad de datos.

Todos hemos tendido a creer en algún momento o creemos que el envío y recepción de información por radio se desarrolla en el acto. Esto podría ser cierto si situamos en la Tierra tanto al emisor como al receptor. Pero, ¿que ocurre cuando las sondas se adentran millones de kilómetros en el espacio profundo?, ¿Cómo se produce entonces la comunicación?. La señal de radio se debilita a medida que esta viaja a través del espacio y no hay mejor ejemplo para mostrar esto que la experiencia acumulada en la misión Voyager 1. Esta sonda ha navegado más de 14.000 millones de kilómetros y se dispone, sino lo ha hecho ya, a abandonar nuestro Sistema Solar.

Las antenas del REP reciben las transmisiones del Voyager 1 con una potencia de sólo unas pocas billonesimas de la energía que necesita un reloj electrónico de pulsera para funcionar. Sin embargo, estas débiles señales son amplificadas en el Laboratorio de Propulsión de Cohetes recibiendolas de forma clara.

Es un hecho que con el paso de los años las tecnologías de computación y de telecomunicación han crecido tanto en capacidad de potencia como en prestaciones. Estos nuevos avances son los que han permitido salir al paso ante los problemas e inconvenientes de llevar un poco mas allá la tecnología aeroespacial permitiéndo cada año obtener mayores logros que el año anterior.

El principal problema que plantea el uso de la radio para las comunicaciones de las sondas espaciales con la Tierra, es el tiempo que estas tardan en viajar desde el origen hasta el destino. Cuando el Voayager se encontraba en Urano, en 1986, se encontraba a 4800 millones de kilómetros. Las señales de radio aunque viajan a la velocidad de luz tardaban entonces 2 horas y media en llegar a la Tierra y para responder a las mismas otro tanto.

Para solucionar este grave inconveniente, lo que se hizo fue preparar todas las ordenes que se debían dar a la sonda meses antes del encuentro con los planetas y satélites con los que tenía una cita y enviarlas con antelación hacia el Voyager donde quedarían ubicadas en el ordenador de a bordo pendientes de ser ejecutadas. El éxito de este método quedó patente cuando la nave envio cientos de imágenes detalladas de Urano y sus satélites.

La Voyager como ya se ha comentado, continuara su camino, ¿pero hasta donde? Lo único cierto es que la sonda apagara el sistema de escaneao y observaciones en el 2010 y en 2020 se iniciara el principio del fin, el apagado de los instrumentos de a bordo. 5 años después la nave, dejará de disponer de energía y empezará a vagar por el espacio interestelar.

¿Volveremos a encontrarnos con la Voyager o alguien la encontrara primero?

FUENTES: Maravillas de la ciencia. Selecciones Reader’s Digest

FUENTES GRAFICAS: Wikipedia

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