• INTRODUCCIÓN 
  • PIONEER 10&11
  • VOYAGER 1&2
  • MAGALLANES
  • ULYSSES
  • CASSINI
  • MARS PATHFINDER
  • MARS GLOBAL SURVEYOR

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    INTRODUCCIÓN
     ULYSSES
    PIONEER 10&11
     VOYAGER 1&2 
     
    CASSINI
    MAGALLANES
    MARS GLOBAL SURVEYOR
    MARS PATHFINDER
     
     
     
     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).