Cómo Mantener a LISA Pathfinder en Órbita
Conseguir que la misión de demostración tecnológica de ondas gravitacionales de la ESA llegase a su órbita operativa inicial ya era todo un reto. Ahora, para que se mantenga, hace falta trabajo en equipo, gas frío y una serie de pequeños impulsos.
El 22 de enero, siete semanas tras el lanzamiento, LISA Pathfinder entró en órbita alrededor de L1, el primer punto de libración del sistema Sol-Tierra, un punto virtual del espacio situado a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol.
Su llegada marcó el comienzo de lo que se ha convertido en un extraordinario logro científico: demostrar la tecnología necesaria para construir un observatorio espacial de ondas gravitacionales (véase LISA Pathfinder supera las expectativas).
L1 constituye una ubicación ideal en el espacio para que LISA Pathfinder pruebe las tecnologías clave que se emplearán en futuras misiones de observación de las ondas gravitacionales, ondulaciones en el tejido espacio-tiempo predichas por Albert Einstein en su Teoría general de la relatividad en 1915 y detectadas por primera vez de forma directa un siglo después mediante detectores LIGO terrestres.
El lanzamiento solo fue el principio. A continuación, el equipo de control de la misión situado en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de Darmstadt, en Alemania, llevó a cabo seis encendidos para elevar la órbita de la nave utilizando los motores ‘calientes’ de su módulo de propulsión. Cada encendido había sido cuidadosamente diseñado para elevar poco a poco la órbita de LISA Pathfinder, acercándola a L1.
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El 22 de enero, una maniobra de corrección colocó el satélite en su órbita final alrededor de L1, ubicándose sin problemas entre la atracción gravitacional del Sol y la Tierra. Posteriormente, el módulo de propulsión se separó.
“Si no hubiéramos hecho nada más tras su llegada, la nave habría terminado por salirse de L1, cayendo en un pozo gravitatorio hacia la Tierra, debido a las perturbaciones gravitacionales —explica Ian Harrison, responsable de la operaciones del satélite—.
Así, hemos tenido que trabajar codo con codo con nuestros expertos en aerodinámica para planificar y llevar a cabo maniobras de mantenimiento en posición cada una o dos semanas, maniobras que tendrán que continuar a lo largo de toda la misión”.
Una serie de suaves y continuos impulsos de gas frío, procedentes de unos micropropulsores similares a los utilizados en las operaciones científicas de la misión, han conseguido mantener a LISA Pathfinder en un delicado equilibrio, como si se tratase de un lápiz sosteniéndose sobre la punta. Básicamente, la nave se mantiene en una órbita en caída constante hacia la Tierra y son estos pequeños chorros de gas (de unos 3 cm/segundo de empuje) los que hacen que vuelva a su lugar.
“Tenemos que encontrar el equilibrio perfecto, sin que los impulsos sean demasiado fuertes ni demasiado débiles, para que la nave no se salga de su órbita”, aclara Ian.
A diferencia de las misiones planetarias o de observación habituales, la carga útil de LISA Pathfinder no puede considerarse un equipo físico independiente, a bordo de una nave espacial. Antes bien, durante las operaciones científicas, la carga útil y la nave actúan como una sola unidad.
En consecuencia, el equipo de operaciones de la misión y el equipo de operaciones científicas —que normalmente trabajan separados: uno en el ESOC alemán y el otro en el ESAC en España— han tenido que instalarse en el ESOC y colaborar estrechamente para llevar a cabo con una coordinación perfecta y de forma más o menos continua las operaciones de vuelo, la planificación de la carga útil y las operaciones científicas.
“Esta misión ha sido un gran desafío, pero ahora podemos disfrutar de los resultados de este fantástico satélite, que están superando todas las expectativas”, comenta Andreas Rudolph, jefe de la División de Misiones de Astronomía y Física Fundamental del ESOC.
Ahora que el satélite funciona bien, la primera fase de actividades científicas utilizando la carga útil LISA Technology Package, proporcionada por instituciones y la industria europea, finalizará este mes. A continuación, la misión pasará a probar su segunda carga útil, Disturbance Reduction System, proporcionado por la NASA/JPL.
Este sistema emplea las masas de prueba y los sensores de la carga útil de la ESA, pero con sus propios micropropulsores coloidales (que generan la propulsión cargando gotículas de líquido y acelerándolas a través de un campo eléctrico) y un sistema de control aviónico. Está previsto que las operaciones científicas con la carga útil de la NASA se prolonguen hasta finales de octubre.
Los sistemas de navegación y carga útil combinados ya han superados las expectativas en cuanto a fiabilidad y rendimiento, y se espera que continúen mejorando durante la siguiente fase de la misión.
