Por Teodoro Roca Cortés – IAC

La odisea de SoHO

Impresión artística del satélite SOHO.
Impresión artística del satélite SOHO. Crédito: ESA.

El SoHO cumple 20 años. Su historia ha sido una auténtica odisea, como la de Ulises, que entre guerra de Troya y viaje de regreso a Ítaca se pasó también sus veinte años alejado de Penélope. Lanzado al espacio en 1995, el satélite para el estudio del Sol aún sigue produciendo importantes resultados científicos, a pesar de sus avatares.

El 2 de Diciembre de 2015 celebraremos el vigésimo aniversario del lanzamiento de SoHO (Solar & Heliospheric Observatory), una misión científica clave en el llamado “Horizonte 2000” de la agencia espacial europea (ESA), que diseñó y construyó el satélite (subcontratado a empresas europeas), y de la agencia espacial estadounidense (NASA), que lo lanzó al espacio y ha sido responsable de las operaciones desde el Centro de vuelo espacial Goddard (GSFC). La carga útil del satélite son doce experimentos cuyo objetivo ha sido el estudio de nuestro sol, desde su núcleo hasta la corona exterior y el viento solar. En dos de ellos, VIRGO y GOLF, la participación del IAC, de ingenieros y de científicos, ha sido importante.

SoHO es un satélite estabilizado, con una envergadura de unos 10 m con los paneles solares desplegados, que puede apuntar a cualquier parte del Sol sin interrupción ya que está situado a un millón y medio de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol. La misión, programada para dos años, con otros dos de prórroga, debía finalizar a finales de 1999. No obstante, tuvo un éxito sin precedentes y aún ahora está en órbita, después de sucesivas prórrogas; la última concedida el 20 de Noviembre de 2014 por cuatro años más, proporcionando datos del máximo interés científico para el conocimiento del Sol y su influencia en nuestro planeta Tierra. Otros satélites para el estudio del Sol más modernos se han lanzado después por la NASA y la agencia espacial japonesa (JAXA), pero muchos de los datos que aún proporciona SoHO siguen siendo únicos. No es exagerado decir que, a día de hoy, todo científico solar vivo ha utilizado datos de SoHO para sus investigaciones. Además, ha sido la primera misión científica espacial de marcado carácter popular con una web que actualiza los datos prácticamente en tiempo real para uso y disfrute del público interesado (http://sohowww.nascom.nasa.gov)

Nada de eso hubiera sido posible si en 1998 no hubiera sucedido un acontecimiento extraordinario.

Un satélite perdido en el espacio

El 25 de Junio de 1998, desde el control de la misión, se perdió contacto con el satélite; la misión quedó interrumpida y no se recibía ninguna señal, al tiempo que SoHO no atendía a ninguno de los comandos enviados desde el control de la misión. El satélite andaba perdido en el espacio, apuntando a cualquier sitio, probablemente girando sobre sí mismo y con los paneles solares sin iluminación. De esta forma, sin energía, no se podía comunicar con la Tierra y, muchas partes, incluidos los experimentos, estarían sometidos a cambios de temperatura desde -100 a +100 grados, dependiendo de su exposición al Sol.

La NASA y la ESA formaron enseguida dos equipos: uno para saber qué había pasado y otro cuya única misión sería la recuperación del satélite, a partir de la información que se tenía momentos antes de su silencio. La pérdida se produjo durante el proceso de recuperación de las operaciones después de que, por alguna razón desconocida, el satélite se hubiera puesto en modo ESR (Readquisición solar de emergencia) por séptima vez a lo largo de la misión. Por tanto, no había por qué preocuparse en demasía, el satélite cuando pasa cualquier imprevisto se coloca en este modo (gasto mínimo de energía y de cara al Sol) y espera a que desde el control de la misión lo vuelvan a poner en funcionamiento. Durante este proceso, desde control hubo decisiones erróneas que llevaron al desastre, a la pérdida de conexión con el satélite.

En medio de la nada

El proceso de recuperación fue una de las aventuras más excitantes de la investigación espacial: primero había que encontrarlo en medio de la nada, como encontrar un pequeño corcho en el océano. Las antenas de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA y otras de la ESA estuvieron rastreando la zona a la espera de recibir alguna señal del satélite. Durante cuatro semanas se estuvieron enviando comandos cada minuto para que el satélite encendiera sus transmisores, sin resultado. Mientras tanto, el equipo había llegado al convencimiento de que el satélite estaba girando sobre sí mismo con los paneles casi en la dirección del Sol y no perpendiculares a él, por lo que no estaban iluminados o muy poco, durante poco tiempo, y no producían la energía suficiente para recargar las baterías. Las predicciones de la órbita de SoHO señalaban que para Septiembre los paneles podrían recibir iluminación solar suficiente para después ir menguando otra vez. Por tanto, había que encontrarlo y, después, procurar recuperarlo.

El 23 de Julio apareció un rayo de esperanza cuando el radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico), también reclutado para esta odisea, envió una señal de radar que dio en el blanco (SoHO) y su reflexión se recibió en la antena del DSN en Goldstone (California). En una hora fueron capaces de determinar que el satélite estaba girando una vuelta cada 53 segundos; no demasiado rápido. Esto fue un “chute” de moral tremendo para el equipo: habían localizado el satélite, sabían la dirección a la que apuntaba y podían planear su recuperación. Después de un trabajo constante e incansable, el 3 de Agosto se recibió (en la antena del DSN de Canberra, Australia) la primera respuesta de SoHO, trozos de señal de pocos segundos de duración que mostraban que el satélite era capaz de reaccionar a comandos enviados desde el control de misión. ¡¡SoHO estaba vivo y atendía!!, sólo que no le quedaba batería y, dada la inclinación y el poco tiempo (debido a la rotación) que los paneles solares recibían iluminación, apenas daba tiempo de recargarla. No obstante, para los científicos que habíamos trabajado más de 10 años en los experimentos que llevaba SoHO, esta noticia era un soplo de esperanza: estábamos convencidos en que el equipo de recuperación lograría hacerlo, pero ¿habrían sobrevivido nuestros experimentos a los cambios de temperatura extremos que durante tanto tiempo habían soportado?

Recuperación lenta, pero segura

De forma lenta, pero segura y ordenada, se fue recuperando a SoHO. Primero había que parar la rotación con los motores y, para ello, había que ponerlos en marcha, pero los tanques de combustible y los conductos hasta ellos estaban congelados. Había que descongelarlos y encender los motores… con un uso inteligente de la carga de la batería y el uso de la misma para descongelar sin perder el control. Después de casi 30 días se logró. El 16 de Septiembre se pudo detener el giro y poner el satélite en posición ESR. A partir de aquí ya se recuperaba completamente el control del satélite y había que comenzar a revisar los posibles daños en los experimentos científicos. Poco a poco, a partir del 5 de Octubre fueron encendiéndose y poniendo en marcha todos los instrumentos; resultó que habían resistido perfectamente todo el proceso y el 5 de Noviembre el satélite recomenzó sus operaciones científicas totalmente.

Al final, el peor resultado fue la pérdida de dos de los tres giroscopios del satélite que mantienen el apuntado preciso hacia el Sol. No obstante, esto no fue todo. El 21 de Diciembre el tercer giroscopio falló también. Este contratiempo obligaba a que el apuntado del satélite fuera defectuoso y se tuvieran que usar los motores para mantenerlo, con lo que el gasto de combustible era alto acortando el tiempo de vida del satélite. No obstante, nuevamente los ingenieros pudieron reprogramar el satélite para que el apuntado pudiera hacerse sin los giroscopios, utilizando la ruedas de carga del satélite. Desde entonces, SoHO es el primer satélite capaz de apuntar con precisión a un punto del espacio sin utilizar giróscopos.

El equipo de la NASA y de la ESA que se implicó en este proceso de recuperación tiene la admiración y el agradecimiento de todos los científicos y amantes de la observación solar del mundo. Por cierto, uno de ellos es español: Luis Sánchez Duarte, creador del archivo de datos de SoHO. En la web: http://sohowww.nascom.nasa.gov/about/Recovery/tienen cumplida cuenta de toda esta auténtica odisea.

Acrónimos

ESA European Space Agency
NASA National Aeronautics and Space Administration
GSFC Goddard Space Flight Center
SoHO Solar and Heliospheric Observatory
DSN Deep Space Network
ESR Emergency Sun Reacquisition
JAXA Japan Areospace Exploration Agency
VIRGO Variability of solar Irradiance and Gravity Oscillations
GOLF Global Oscillations at Low Frequencies
IAC Instituto de Astrofísica de Canarias

 

 

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