Globo de Martitz
1990/10/01 Blamont, Jacques Iturria: Elhuyar aldizkaria
Quan la meva amiga Eslaba Likin, de l'Institut de Recerca Espacial de la SEBS, em va informar del suggeriment, vaig proposar que a primera hora del matí (quan el gas atmosfèric dins del globus escalfa els sols) podia volar durant el dia i quedar-se de nit en algun lloc. Inicialment el sistema necessitava dos globus. Des de llavors, l'estudi realitzat per l'agència espacial francesa (CNES = Centri National d’Etudes Satiales) ha demostrat que una mateixa obra pot realitzar-se utilitzant un sol globus. Aquest és el disseny que s'utilitzarà en la missió franc-soviètica Martitz 94.
En la reunió de treball franc-soviètica celebrada al setembre de 1986 en la costa de la Mar Negra, es va aconseguir el consens entre totes dues parts i es va començar a analitzar com podria ser el globus marcià.
Globo molt lleuger i gran
No era fàcil decidir com podia ser el globus, perquè Déu no havia creat l'atmosfera de Martitz perquè els humans volaven allí. La densitat atmosfèrica a nivell de sòl és igual a l'existent a 35 km d'altitud en l'atmosfera terrestre. Per tant, el globus havia de ser molt lleuger i molt gran. Lleugeres significava tenir una tela molt fina, per la qual cosa la grandària del globus era molt limitat. Handi significa que el volum total havia de ser de diversos milers de metres cúbics, la qual cosa li permetria mantenir-se sense tenir en compte la càrrega útil. La càrrega que es pot emportar fins al Dimarts està limitada, per la qual cosa la càrrega màxima que podia portar el globus era de 20-25 kg.
El disseny actual té en compte la gondola aèria de 15 kg i l'entenimentada guia de 13,5 kg que penja. A la nit, part d'aquesta última es tomba cap al sòl. Els soviètics s'han encarregat de fer el sistema d'inflat del globus i el góndola, i els francesos faran el globus i l'entenimentada guia.
Des del principi, el que podia fer el globus era molt clar: recollir les dades de camp necessaris per a dissenyar en el futur vehicles i uns altres útils que s'instal·laran en la superfície de Mart. En aquella època els EUA i la Unió Soviètica estaven preparant missions especials a Mart; missions que portaran mostres de sòl a la Terra en Mart. Com a precursor d'aquestes missions, el globus pot realitzar multitud d'imatges d'alta resolució, mesurar la reflectància de les pedres i sondejar el sòl fins a un quilòmetre de profunditat mitjançant ones electromagnètiques. Com pot recórrer milers de quilòmetres al llarg de la missió, el globus pot explotar molts llocs.
El límit de les missions planarias actuals és que els recursos que pots portar estiguin limitats als quals poden sortir de la Terra. Per exemple, el globus portaria una quantitat limitada de gas de retenció, per la qual cosa el globus haurà de dissenyar-se en funció d'aquesta quantitat concreta i limitada de gas.
Un dels recursos més limitats i preuats és l'energia. Tota l'energia que necessita el globus la subministren les bateries. El límit de massa impedeix transportar més de 3 kg de bateries. Això pot aconseguir un màxim d'1 kW/h durant la missió. La durada prevista és d'uns deu dies.
En la instrumentació del globus, la major energia dissipadora serà l'emissora de ràdio que transmeti les dades obtingudes pel globus. Atès que l'energia necessària per a l'emissió directa de dades a la Terra seria molt gran, les dades seran enviades a un satèl·lit que orbitarà Martitz i que els remetrà posteriorment a la Terra.
Ofec de dades
En 1986 els globus utilitzats pels soviètics a Venus transmetien directament les dades a la Terra a una velocitat molt baixa: 2.400 bits per hora. Una imatge de 500 per 5.000 píxels conté aproximadament 2 milions de bits. L'emissió directa d'una imatge d'aquest tipus a la Terra requeriria una transmissió contínua de tres dies.
Per això, des del principi planifiquem que un satèl·lit soviètic anava a rebre dades. L'òrbita d'aquest satèl·lit és excèntrica (molt el·líptica) i l'apogeu, el punt més allunyat, es troba entre 10.000 i 20.000 km de la superfície de Martitz. Aquest tipus d'òrbita excèntrica és necessària per a sincronitzar el satèl·lit amb la rotació de la Terra. D'altra banda, el satèl·lit rebrà les dades durant mitja hora dues vegades al dia del globus.
En aquestes condicions, el subministrament energètic del globus pot assegurar una velocitat de transmissió de 16 kilobit/s. Això en el millor dels casos significa 60 imatges al dia.
Pensem que volem que la càmera prengui fotos de 10 cm de resolució per a poder triar el lloc on es posarà el futur vehicle de Martitz. Tota imatge (500 x 500 píxels) ens mostra el quadrat de 50 x 50 m de la superfície de Martitz. Sota aquestes condicions, el treball d'un dia cobrirà una superfície de 1.000 x 300 m.
Si l'objectiu del globus és fer moltes fotos en Mart, cal fer alguna cosa per a alleujar l'escanyament de la transmissió.
Ganes de caminar
A la fi de 1986, la NASA va organitzar un grup de treball sota la direcció de l'expert en Martitz, Michael Kv, de l'Institut de Geologia dels EUA. L'equip de treball tenia l'obligació de definir els objectius científics d'una possible missió que inclogués els paràmetres d'enviament del vehicle automàtic a Mart/recollida de mostres/aporti de mostres a la Terra. Jo formava part d'aquest grup i a la fi de maig de 1987 ens reunim en el Jet Propulsion Laboratory en la Pasadena de Califòrnia. L'objectiu extrínsec del grup era definir com més aviat millor quines novetats es podien introduir en la càrrega científica de la sonda Mars Observer.
El treball del Mars Observer de la NASA consistia a estudiar la geologia superficial i la climatologia del planeta vermell. La missió s'havia retardat de 1990 a 1992 a causa de problemes pressupostaris. No obstant això, en 1987 hi havia molt poc temps i només podien realitzar-se petits canvis.
El 22 de maig, en una reunió del grup, el meu esperit de caminante estava fos de classe i em va assotar una idea: Mars Observer se situarà en òrbita circular i travessarà l'equador de Martitz a 360 km d'altitud dues vegades al dia, a les dues del matí i al migdia. Això significa: Qualsevol estació, situada en la superfície de Martitz, paralitzada o en moviment lent (el globus), “veurà” dues vegades al dia Mars Observer, a les dues del migdia i de la matinada.
La distància mínima de l'òrbita entre el Mars Observer i l'estació del sòl oscil·la entre 360 i 900 km. Per tant, molt més a prop que el satèl·lit soviètic de la missió Martitz 94, que estarà a 10.000 km. La idea es basava en: Ús de Mars Observer a globótico per a la recollida i transmissió de dades, ja que utilitzant la mateixa energia es pot transmetre molta major quantitat d'informació.
De seguida els vaig explicar la idea a diversos amics del grup i tots em van dir que profundieran més. Amb una mica de temps treballant a casa, em vaig adonar de: Que la instal·lació d'una petita antena en el Mars Observer permetia rebre dades a 160 kilobit/s. Compara amb la velocitat de 16 kilobit/s de la sonda soviètica! Al director de l'equip le fasció: El subministrament energètic de la missió del globus és limitat, però els primers càlculs indiquen que per a la missió del globus pot ser molt convenient la presència d'un receptor en el Mars Observer. Al mateix temps, és molt adequat per a la petita estació sostenible que volem proposar als soviètics.
En la pròxima reunió del grup de treball (el 29 de juny a Houston, Texas), vaig presentar la idea i va suggerir que es podia presentar en la reunió del Grup de Cooperació EBB/SESB que estava a punt de realitzar-se.
Llavors supí que tot el sistema de dades del Mars Observer ja estava “reservat”. Per a fer front a aquest problema, vaig proposar enviar les dades a través de la cambra del Mars Observer (MOC) i guardar les dades en la memòria dels MOC. El sistema de dades de MOC, degudament formatat amb les dades del globus, no diferenciarà les seves dades dels enviats pel globus, per la qual cosa no es carregarà maquinari addicional en la sonda. Sense aquell truc, la proposta hauria estat suspesa.
Més reunions
La meva idea es va prendre amb entusiasme i va ser la primera en la llista de canvis proposada a la missió Mars Observer. La NASA va encarregar immediatament un pre-estudi. La idea va aconseguir superar l'examen i semblava cada vegada més sana des del punt de vista tècnic.
En aquell moment havia de pujar a una gran muntanya. Havia de vendre una idea curiosa a l'agència espacial nord-americana, soviètica i francesa; utilitzar com a subsistema principal una eina nord-americana en una missió soviètica. La perestroika encara no era del tot acceptada.
Eslava Linkin, una soviètica del Grup de Cooperació, va acceptar presentar la meva proposta com a proposició soviètica: El projecte Martitz 94 emet una antena per a formar part de la missió Mars Observer. El satèl·lit nord-americà arribarà a Mart en 1993, fent els seus treballs i actuant com a transmissor de dades del globus que una missió soviètica alliberarà en la superfície de Mart.
La proposta va avançar i vaig llegir en la revista Aviation Week del 21 de desembre de 1987 el següent lema: Soviets Propose Realy Role for Mars Observer Mission . L'article deia: L'administració i la NASA estaven estudiant seriosament i en profunditat la proposta soviètica. Després el secret el va cobrir.
Durant els pitjors i foscos camins de la burocràcia es va trigar un any a prendre la decisió: L'agència espacial francesa CNES, subcontractada soviètica, subministraria un receptor a JPL (Jet Propulsiopn Laboratory). L'acord entre totes dues parts segueix sense signar-se, a pesar que l'empresa Alcatel-Espace a Tolosa (França) està actualment realitzant equipament.
1000 imatges al dia
El sistema de transmissió del globus de Martitz està experimentat i jo li vaig proposar a la CNES que l'utilitzi en el projecte EOLE en 1963. Segons aquesta proposta, en 1971 el CNES va alliberar 500 globus en l'atmosfera a una altitud d'uns 20 km i va recopilar dades atmosfèriques. Posteriorment, un espai francès posat en l'aire per llançadors nord-americans va recopilar les dades meteorològiques obtingudes pels globus.
Es treballarà de manera similar a Martitz: L'equipament francès instal·lat en el Mars Observer posarà en marxa l'equipament electrònic del globus, que respondrà al satèl·lit a una velocitat de 128 kilobit/s. La durada de la transmissió (300-1000 s) depèn de les posicions relatives del globus i del satèl·lit.
La góndola del globus transmetrà les dades emmagatzemades en la seva memòria de 32 megabites en hores anteriors i, una vegada finalitzada la mateixa, procedirà al que s'estigui veient en el moment, sempre que la transmissió es realitzi en hores de llum. Durant la nit no es realitzaran transmissions en temps real.
Així i mitjançant una tècnica de compressió d'imatges, esperem aconseguir 1000 imatges diàries.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
