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Dos sondas Artemis estudiarán la Luna en 3D

16 Julio.- El domingo, 17 de julio, la Luna adquirirá su segunda nueva compañera en menos de un mes. Será entonces cuando la segunda de las dos sondas construidas por la Universidad de California, Berkeley, y parte de cinco satélites de la NASA de la misión THEMIS se situará en una órbita lunar permanente después de un complicado viaje de dos años de su órbita original alrededor de la Tierra.

Trayectoria de las naves Artemis
Representación de las sondas ARTEMIS ya que la órbita de la Luna a principios del 17 de julio. ARTEMIS P1 y P2, fueron las dos sondas THEMIS más externas antes de que comenzaran las maniobras el 20 de julio de 2009, para pasar de una órbita terrestre a una órbita lunar.
La primera de las dos sondas se instaló en una órbita estable alrededor del ecuador de la Luna el 27 de junio. Si todo va bien, la segunda sonda asumirá una similar órbita lunar, aunque en la dirección opuesta, en algún momento de la tarde del domingo. Las dos naves que componen la misión Artemis comenzarán inmediatamente las primeras observaciones que se han realizado por un par de satélites de la superficie de la Luna, su campo magnético y el entorno magnético.

"Con dos naves espaciales que orbitan en direcciones opuestas, podemos adquirir una total vista en 3-D de la estructura de los campos magnéticos cerca de la Luna y en la superficie lunar", dijo Vassilis Angelopoulos, investigador principal de la misión THEMIS y ARTEMIS y un profesor de física espacial de la UCLA. "Artemis va a hacer ciencia totalmente nueva, así como la reutilización de naves espaciales existentes para ahorrar un montón de dinero a los contribuyentes."

"Se trata de la nave espacial más completa en equipamiento que ha ido a la Luna", añadió David Sibeck, científico de THEMIS y ARTEMIS del proyecto en el Centro de Vuelo Espacial Goddar (GSFC) en Maryland.
"Por primera vez vamos a tener un único punto de vista de dos puntos de la Luna de dos naves espaciales, y será un componente importante en nuestro programa general de investigación lunar."

La transición a una órbita lunar estará a cargo de los ingenieros en el Espacio de la UC Berkeley, Laboratorio de Ciencias (SSL), que sirve como control de la misión, tanto para THEMIS y Artemis.

"Estamos en nuestra trayectoria correcta", dijo Manfred Bester, director de operaciones de SSL. "Estamos comprometidos".

Los cinco satélites THEMIS fueron lanzados por la NASA el 17 de febrero de 2007 para estudiar cómo el campo magnético del Sol y el viento solar a un millón de millas por hora, interactúan con el campo magnético de la Tierra en el lado más resguardado del viento en la Tierra, frente al Sol. Dentro de un año y medio habían contestado a la pregunta principal de la misión: ¿Dónde y que hacen las subtormentas en la magnetosfera de la Tierra - ¿qué hace que se originen las auroras en el norte y en el Polo Sur?

La respuesta: las tormentas se originan en la sombra profunda del planeta, alrededor de un tercio de la distancia a la Luna, donde las líneas del campo magnético se unen de nuevo y desatan una tormenta de energía que se canaliza hacia los polos y hace que la luz se vea en el ambiente en tonos rojos y verdes. Las grandes tormentas pueden causar estragos en satélites, redes eléctricas y de comunicaciones.

Con la misión cumplida, el equipo de THEMIS estaba ansioso por desviar dos de las sondas a la Luna para ampliar sus estudios más allá del campo magnético en el espacio. Una de las razones principales fue que las dos sondas más lejanas de la Tierra no tardaría en morir, porque con el exceso de tiempo en la sombra de la Tierra, sus baterías solares se descargaron.
Órbita de la nave P1 Artemis
Vista lateral de la órbita de la sonda P1 ARTEMIS en el 2010, ya que navegó alrededor de la Tierra-Luna, dos puntos de Lagrange. En 2011, maniobró en una órbita permanente alrededor de la Luna.
Para lograr esta nueva misión, la UC Berkeley y los equipos de Goddard, con la asistencia de expertos en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, trazó las 150 maniobras orbitales necesarias de ahorro de combustible y así impulsar las dos naves espaciales THEMIS desde la órbita de la Tierra en órbitas temporales alrededor de los dos puntos de Lagrange Tierra-Luna, que son zonas en el espacio donde la atracción gravitatoria de la Luna y la Tierra son iguales. La transferencia tuvo unos 18 meses, después de que sus colegas de Goddard mantuvieran a las dos naves espaciales en órbitas de puntos de Lagrange durante varios meses antes de que la primera sonda (P1) fuera transferida a la órbita lunar el mes pasado.

"Eso fue un desafío de la navegación espacial e ingeniería. Ha sido la primera misión que hemos puesto a prueba una nave espacial en la órbita lunar no ha sido diseñada para ir allí", dijo Daniel
Cosgrove, el ingeniero de la Universidad de Berkeley, que controla las trayectorias de las naves. Los propulsores de las pequeñas sondas, por ejemplo, sólo tienen empuje hacia abajo y hacia los lados. Las sondas están girando, lo que hace aún más difícil de poderlas maniobrar.

Además, la sonda P1 perdió en el último año un sensor esférico desde el final de uno de los cuatro cables largos que sobresalen de la nave para medir los campos eléctricos en el espacio. La causa probable fue que micrometeoritos cortaron una sección de 10 pies del cable de 82 pies e hizo que se retrajera en su alojamiento original esférico, enviando la pequeña esfera negra volando a través del sistema solar", dijo Bester.

"Las cinco naves espaciales han sido construidas por un equipo muy talentoso, con una enorme atención a los detalles", dijo, prediciendo que las sondas ARTEMIS podrían sobrevivir otros 10 años, más de las tres sondas THEMIS restantes, que en repetidas ocasiones volaron dentro y fuera de la Tierra por el peligroso cinturón de radiación Van Allen.

Órbita lunar

Una vez que la segunda sonda, P2, se encuentre en órbita, los dos satélites ARTEMIS investigarán la superficie lunar una vez por órbita se aproximarán a unas pocas decenas de kilómetros en una trayectoria que va de 20 grados por encima y por debajo del ecuador grabando campos eléctricos y magnéticos y concentraciones de iones.

"Cuando la Luna atraviese el viento solar, el campo magnético incrustado en las rocas cerca de la superficie interactúa con el campo magnético del viento solar, mientras que la propia superficie absorbe las partículas del viento solar, creando una cavidad detrás de la luna", dijo Angelopoulos. "Podemos estudiar estas interacciones complejas y aprender mucho sobre la Luna, así como del viento solar que proporcione dos puntos de vista revelando por primera vez estructuras dinámicas en 3-D ".

Sibeck señaló que las naves gemelas STEREO de la NASA, lanzadas en 2006, ya proporcionaron una perspectiva en 3-D a gran escala de los campos magnéticos del Sol. "THEMIS y ARTEMIS estudiarán de los procesos a microescala, que ahora sabemos que controlan el sistema", dijo.

Uno de los objetivos de la misión Artemis es la búsqueda de plasmoides, que son gotas de gas caliente ionizado o plasma.

"THEMIS halló pruebas de que la reconexión magnética impulsa burbujas de plasma caliente hacia y lejos de la tierra, y queremos saber lo grandes que son y la cantidad de energía que llevan", dijo Angelopoulos. "Los plasmoides podrían ser de decenas de miles de kilómetros de diámetro."

"THEMIS encontró la causa y ahora ARTEMIS se estudiará las consecuencias, que pueden ser a nivel masivo y global", dijo Sibeck.

La nave espacial también estudiará la composición de la superficie de la Luna mediante el registro del viento solar reflejado o dispersado en las partículas de la superficie y los iones que salen fuera de la superficie por el viento.

"Estas mediciones nos pueden decir acerca de las propiedades de la superficie, de las cuales pueden inferir en la formación y evolución de la superficie durante miles de millones de años", dijo Angelopoulos.

Las dos sondas ARTEMIS se unirán al Orbitador de Reconocimiento Lunar, que ha estado orbitando la Luna desde el año 2009 tomando fotografías de alta resolución y en busca de signos de agua helada. En septiembre, la NASA tiene previsto lanzar dos naves GRAIL (Recuperación de Gravedad y Laboratorio Interior) de la NASA para mapear el campo gravitatorio de la Luna, y en el 2013, la agencia planea lanzar LADEE (Atmósfera Lunar y el Explorador de Medio Ambiente de polvo) para ver las características de la atmósfera lunar y el polvo del medio ambiente.

" ARTEMIS proporcionará el contexto para la misión LADEE ", dijo Sibeck.

Otros tres satélites que no funcionan y permanecen en órbita alrededor de la Luna son: dos subsatélites Japón, el orbitador Kaguya, que fue guiado a una caída en la superficie en 2009, y uno de la India, el Chandrayaan-1, que perdió la comunicación con la Tierra en ese mismo año. El segundo orbitador lunar de China, Chang'e 2, salió de la Luna y va por el espacio interplanetario desde el 8 de junio.
La segunda de las dos naves Artemis orbitará la Luna el 17 de Julio.
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