Autores: Mercedes María
Ruiz López merruilo@teleco.upv.es
Juan Bautista Romero Soriano
juaroso@teleco.upv.es
José Luis Picó Rodrigo
jopirod@teleco.upv.es
INTRODUCCIÓN
La exploración del espacio ha sido uno de
los campos de mayor avance en las últimas décadas. En este
campo, las misiones con sondas de "espacio profundo", son las que
mayores retos tecnológicos suponen, en esta página hemos
querido presentar el panorama desde las primeras sondas que
fueron lanzadas, hasta las últimas misiones. En este panorama
hay un protagonista indiscutible, la agencia espacial de EEUU, la NASA
(National Aeronautics and Space Administration). Aunque la antigua Unión
Soviética llevó durante algún tiempo la delantera,
después del final de la guerra fría, los estados surgidos
de la desintegración de la URSS no han continuado destinando fondos
a la exploración espacial, exceptuando a Rusia, pero incluso ésta
ha recortado drásticamente la financiación a este tipo de
proyectos, lo que ha contribuído al fracaso de sus últimas
misiones exploratorias (Fobos 1&2, Mars '96).
HISTORIA
La historia de las sondas
interplanetarias comenzó con el programa americano Mariner, que
envió sondas a los planetas Marte y Venus, aumentando nuesstro conocimiento
de dichos mundos. Por ejemplo estas sondas mostraron que venus es un planeta
muy caliente, con temperaturas superficiales del orden de los 400 ºC
y que marte es un mundo frío y seco, nada que ver con las imágenes
que se tenían hasta entonces de él. Al mismo tiempo, la URSS
consiguió uno de sus mayores éxitos con las sondas Venera,
que fueron las primeras en estudiar la superficie de Venus. Después
de éste se desarrolló el programa Pioneer, que aumentó
nuestro conocimiento del Sistema Solar interior con las primeras misiones
(desde la 1 hasta la 9), y con las sondas Pioneer 10 y 11, el hombre comenzó
la exploración de los planetas Júpiter y Saturno. A finales
de los años 70, se lanzaron las sondas Voyager 1 y 2, que ha sido
una de las misiones más satisfactorias, ya que, aunque en principio
fueron diseñadas para alcanzar Júpiter y Saturno, han podido
estudiar los planetas Urano y Neptuno, y aún ahora, después
de 12 años, siguen enviando datos sobre el espacio interestelar.
Todo parece indicar que en los próximos años
viviremos un nuevo empujón a los programas de investigación
interplanetaria, a caballo del gran interés que está despertando
la posibilidad de explorar Marte, se están desarrollando nuevas
naves más rápidas, eficientes y avanzadas que las anteriores,
prueba de ello es el "Programa del Nuevo Milenio" de la NASA, que pretende
enviar varias sondas experimentales al espacio para probar instrumentos
y tecnologías punteros.
TRAYECTORIAS
Uno de los mayores problemas
de este tipo de misiones es que no se trata de alcanzar la órbita
terrestre, sino de escapar de la influencia gravitatoria de ésta
para sobrevolar otros planetas Pioneer, Voyager), ya sea para quedarse
en órbita (Magallanes, MGS, Pathfinder). El empuje necesario para
alcanzar las trayectorias interplanetarias es muy grande, y dadas las grandes
distancias implicadas, la velocidad de la sonda también tendrá
que ser grande, si queremos que el tiemp de viaje sea razonable (inferior
a una década para alcanzar Júpiter, por ejemplo). El problema
de estas trayectorias tan rápidas es que si queremos quedarnos en
órbita del planeta objetivo, tendremos que prever algún tipo
de sistema de frenado, ya sea llevando potentes motores a bordo, ya sea
con otras técmicas. Una solución para incrementar la velocidad
de las naves es utilizar lo que se ha llamado maniobras de asistencia
gravitatoria, que consisten en utilizar el campo gravitatorio de un
planeta para aclerar o cambiar de trayectoria. Esta técnica es muy
económica y efectiva, aunque comporta ciertos riesgos, como por
ejemplo, la Pioneer 10 se acercó mucho a Júpiter y
entró dentro del cinturón de radiación que rodea el
planeta, lo que estuvo a punto de destruirla. Este y otros factores deben
ser tenidos en cuenta cuando se proyectan las trayectorias para este tipo
de naves.
COMUNICACIONES
Uno de los mayores problemas
que se encuentran es el diseño del enlace de comunicaciones, ya
que se dan unas circunstancias particularmente adversas, aunque el medio
interpalnetario se puede caracterizar como un canal de ruido gaussiano
blanco y aditivo (BWGAN), y por lo tanto no introduce atenuaciones extra,
las enormes distancias a las que se sitúan las naves, (la UIT define
la distancia "espacio profundo" como la que está más allá
de los 2 millones de kilómetros) unido a la baja potencia que pueden
radiar, supone un desafío para los diseñadores. El débil
enlace que se establece entre la astronave depende sobre todo del receptor
situado en la Tierra, ya que éste puede disponer de antenas muy
grandes y receptores muy potentes. Al principio de la historia de la exploración
del espacio, las potencias que podían radiar las sondas eran del
orden de los 0.2W, lo que limitaba la distancia máxima a la que
podían alejarse, conforme ha ido pasando el tiempo, los enlaces
han ido evolucionando, mejorando su eficiencia y aumentando su capacidad
(ver gráfico).
