Globo de Martitz
1990/10/01 Blamont, Jacques Iturria: Elhuyar aldizkaria
Cando a miña amiga Eslaba Likin, do Instituto de Investigación Espacial da SEBS, informoume da suxestión, propuxen que á primeira hora da mañá (cando o gas atmosférico dentro do globo quenta os soles) podía voar durante o día e quedar de noite nalgún lugar. Inicialmente o sistema necesitaba dous globos. Desde entón, o estudo realizado pola axencia espacial francesa (CNES = Centre National d’Etudes Satiales) demostrou que una mesma obra pode realizarse utilizando un só globo. Ese é o deseño que se utilizará na misión franco-soviética Martitz 94.
Na reunión de traballo franco-soviética celebrada en setembro de 1986 na costa do Mar Negro, alcanzouse o consenso entre ambas as partes e comezouse a analizar como podería ser o globo marciano.
Globo moi lixeiro e grande
Non era fácil decidir como podía ser o globo, porque Deus non creara a atmosfera de Martitz para que os humanos voasen alí. A densidade atmosférica a nivel de chan é igual á existente a 35 km de altitude na atmosfera terrestre. Por tanto, o globo debía ser moi lixeiro e moi grande. Lixeiras significaba ter una tea moi fina, polo que o tamaño do globo era moi limitado. Handi significa que o volume total debía ser de varios miles de metros cúbicos, o que lle permitiría manterse sen ter en conta a carga útil. A carga que se pode levar até o Martes está limitada, polo que a carga máxima que podía levar o globo era de 20-25 kg.
O deseño actual ten en conta a gondola aérea de 15 kg e a corda guía de 13,5 kg que colga. Pola noite, parte desta última tómbase cara ao chan. Os soviéticos encargáronse de facer o sistema de inflado do globo e o góndola, e os franceses farán o globo e a corda guía.
Desde o principio, o que podía facer o globo era moi claro: recoller os datos de campo necesarios paira deseñar nos futuro vehículos e outros útiles que se instalarán na superficie de Marte. Naquela época a EE.UU. e a Unión Soviética estaban a preparar misións especiais a Marte; misións que traerán mostras de chan á Terra en Marte. Como precursor destas misións, o globo pode realizar multitude de imaxes de alta resolución, medir a reflectancia das pedras e sondar o chan até un quilómetro de profundidade mediante ondas electromagnéticas. Como pode percorrer miles de quilómetros ao longo da misión, o globo pode explotar moitos lugares.
O límite das misións planarias actuais é que os recursos que podes levar estean limitados aos que poden saír da Terra. Por exemplo, o globo levaría una cantidade limitada de gas de retención, polo que o globo deberá deseñarse en función desa cantidade concreta e limitada de gas.
Uno dos recursos máis limitados e prezados é a enerxía. Toda a enerxía que necesita o globo fornécena as baterías. O límite de masa impide transportar máis de 3 kg de baterías. Isto pode alcanzar un máximo de 1 kW/h durante a misión. A duración prevista é duns dez días.
Na instrumentación do globo, a maior enerxía disipadora será a emisora de radio que transmita os datos obtidos polo globo. Dado que a enerxía necesaria paira a emisión directa de datos á Terra sería moi grande, os datos serán enviados a un satélite que orbitará Martitz e que os remitirá posteriormente á Terra.
Afogo de datos
En 1986 os globos utilizados polos soviéticos en Venus transmitían directamente os datos á Terra a unha velocidade moi baixa: 2.400 bits por hora. Una imaxe de 500 por 5.000 píxeles contén aproximadamente 2 millóns de bits. A emisión directa dunha imaxe deste tipo á Terra requiriría una transmisión continua de tres días.
Por iso, desde o principio planificamos que un satélite soviético ía recibir datos. A órbita deste satélite é excéntrica (moi elíptica) e o apoxeo, o punto máis afastado, atópase entre 10.000 e 20.000 km da superficie de Martitz. Este tipo de órbita excéntrica é necesaria paira sincronizar o satélite coa rotación da Terra. Doutra banda, o satélite recibirá os datos durante media hora dúas veces ao día do globo.
Nestas condicións, a subministración enerxética do globo pode asegurar una velocidade de transmisión de 16 kilobit/s. Isto no mellor dos casos significa 60 imaxes ao día.
Pensemos que queremos que a cámara tome fotos de 10 cm de resolución paira poder elixir o lugar onde se pousará o futuro vehículo de Martitz. Toda imaxe (500 x 500 píxeles) móstranos o cadrado de 50 x 50 m da superficie de Martitz. Baixo estas condicións, o traballo dun día cubrirá una superficie de 1.000 x 300 m.
Se o obxectivo do globo é facer moitas fotos en Marte, hai que facer algo paira aliviar o estrangulamiento da transmisión.
Ganas de camiñar
A finais de 1986, a NASA organizou un grupo de traballo baixo a dirección do experto en Martitz, Michael Kv, do Instituto de Xeoloxía dos EEUU. O equipo de traballo tiña a obrigación de definir os obxectivos científicos dunha posible misión que incluíse os parámetros de envío do vehículo automático a Marte/recollida de mostras/achegue de mostras á Terra. Eu formaba parte dese grupo e a finais de maio de 1987 reunímonos no Jet Propulsion Laboratory na Pasadena de California. O obxectivo extrínseco do grupo era definir canto antes que novidades podíanse introducir na carga científica da sonda Mars Observer.
O traballo do Mars Observer da NASA consistía en estudar a xeoloxía superficial e a climatoloxía do planeta vermello. A misión atrasouse de 1990 a 1992 debido a problemas orzamentarios. Con todo, en 1987 había moi pouco tempo e só podían realizarse pequenos cambios.
O 22 de maio, nunha reunión do grupo, o meu espírito de camiñante estaba fóra de clase e azoutoume una idea: Mars Observer situarase en órbita circular e atravesará o ecuador de Martitz a 360 km de altitude dúas veces ao día, ás dúas da mañá e ao mediodía. Isto significa: Calquera estación, situada na superficie de Martitz, paralizada ou en movemento lento (o globo), “verá” dúas veces ao día Mars Observer, ás dúas do mediodía e da madrugada.
A distancia mínima da órbita entre o Mars Observer e a estación do chan oscila entre 360 e 900 km. Por tanto, moito máis cerca que o satélite soviético da misión Martitz 94, que estará a 10.000 km. A idea baseábase en: Uso de Mars Observer a globótico paira a recollida e transmisión de datos, xa que utilizando a mesma enerxía pódese transmitir moita maior cantidade de información.
Enseguida expliqueilles a idea a varios amigos do grupo e todos me dixeron que profundieran máis. Cun pouco de tempo traballando en casa, deime conta de: Que a instalación dunha pequena antena no Mars Observer permitía recibir datos a 160 kilobit/s. Compara coa velocidade de 16 kilobit/s da sonda soviética! Ao director do equipo lle fasció: A subministración enerxética da misión do globo é limitado, pero os primeiros cálculos indican que paira a misión do globo pode ser moi conveniente a presenza dun receptor no Mars Observer. Ao mesmo tempo, é moi adecuado paira a pequena estación sustentable que queremos propor aos soviéticos.
Na próxima reunión do grupo de traballo (o 29 de xuño en Houston, Texas), presentei a idea e suxeriu que se podía presentar na reunión do Grupo de Cooperación EBB/SESB que estaba a piques de realizarse.
Entón supí que todo o sistema de datos do Mars Observer xa estaba “reservado”. Paira facer fronte a este problema, propuxen enviar os datos a través da cámara do Mars Observer (MOC) e gardar os datos na memoria dos MOC. O sistema de datos de MOC, debidamente formateado cos datos do globo, non diferenciará os seus datos dos enviados polo globo, polo que non se cargará hardware adicional na sonda. Sen aquel truco, a proposta fose suspendida.
Máis reunións
A miña idea tomouse con entusiasmo e foi a primeira na lista de cambios proposta á misión Mars Observer. A NASA encargou inmediatamente un pre-estudo. A idea logrou superar o exame e parecía cada vez máis sa desde o punto de vista técnico.
Naquel momento tiña que subir a unha gran montaña. Tiña que vender una idea curiosa á axencia espacial norteamericana, soviética e francesa; utilizar como subsistema principal una ferramenta norteamericana nunha misión soviética. A perestroika aínda non era do todo aceptada.
Eslava Linkin, una soviética do Grupo de Cooperación, aceptou presentar a miña proposta como proposición soviética: O proxecto Martitz 94 emite una antena paira formar parte da misión Mars Observer. O satélite norteamericano chegará a Marte en 1993, realizando os seus traballos e actuando como transmisor de datos do globo que una misión soviética liberará na superficie de Marte.
A proposta avanzou e lin na revista Aviation Week do 21 de decembro de 1987 a seguinte lema: Soviets Propose Realy Role for Mars Observer Mission . O artigo dicía: A administración e a NASA estaban a estudar seriamente e en profundidade a proposta soviética. Despois o segredo cubriuno.
Durante os peores e escuros camiños da burocracia tardouse un ano en tomar a decisión: A axencia espacial francesa CNES, subcontratada soviética, fornecería un receptor a JPL (Jet Propulsiopn Laboratory). O acordo entre ambas as partes segue sen asinarse, a pesar de que a empresa Alcatel-Espace en Tolosa (Francia) está actualmente realizando equipamento.
1000 imaxes ao día
O sistema de transmisión do globo de Martitz está experimentado e eu propúxenlle á CNES que o utilice no proxecto EOLE en 1963. Segundo esta proposta, en 1971 o CNES liberou 500 globos na atmosfera a unha altitude duns 20 km e recompilou datos atmosféricos. Posteriormente, un espazo francés posto no aire por lanzadores norteamericanos recompilou os datos meteorolóxicos obtidos polos globos.
Traballarase de forma similar a Martitz: O equipamento francés instalado no Mars Observer porá en marcha o equipamento electrónico do globo, que responderá o satélite a unha velocidade de 128 kilobit/s. A duración da transmisión (300-1000 s) depende das posicións relativas do globo e do satélite.
A góndola do globo transmitirá os datos almacenados na súa memoria de 32 megabites en horas anteriores e, una vez finalizada a mesma, procederá ao que se estea vendo no momento, a condición de que a transmisión realícese en horas de luz. Durante a noite non se realizarán transmisións en tempo real.
Así e mediante unha técnica de compresión de imaxes, esperamos conseguir 1000 imaxes diarias.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
