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El grupo Aeroespacial Sener de Getxo (Bizkaia) un equipo sin el cual la Agencia Espacial Europea no hubiera logrado hacer aterrizar a lander Philae sobre un cometa

Parte del equipo de la sonda Rosetta, la misión de la Agencia Espacial Europea (ESA)  que por primera vez ha aterrizado en la superficie de un cometa, era vasco. La maniobra se completó el 6 de agosto, tras siete horas de aproximación del lander Philae al cometa.

Los cometas reflejan la forma en que era primitivamente nuestro sistema solar, y han sufrido muy pocas modificaciones desde hace más de 4000 millones de años. Por eso estudiarlos es una tarea prioritaria para la ciencia. Hasta antes de esta sonda, solamente se realizaron sobrevuelos a los cometas, y esta es la primera sonda que estudiará detalladamente un cometa, tanto orbitando alrededor de él, como llegando a la superficie, lo que incluye la toma de muestras directamente y hacer estudios de forma coordinada entre la sonda madre y su módulo. Después de comenzar a orbitar el cometa, se desprenderá un módulo, llamado Philae, que se posó sobre su superficie el  12 de noviembre.

El nombre de la sonda está inspirado en la Piedra de Rosetta, y otros nombres egipcios, ya que, también, el nombre del módulo de aterrizaje, Philae, está inspirado en la antigua ciudad egipcia del mismo nombre (en la actualidad sumergida), donde existió un obelisco imprescindible y complementario en el descifrado del texto de la piedra Rosetta. Al igual que la Piedra de Rosetta sirvió para desvelar los misterios de la escritura jeroglífica egipcia, se espera que la sonda Rosetta desvele muchos misterios del sistema solar.

El grupo vasco  de Aeroespacial Sener, que tiene una sede en Getxo (Bizkaia) ha trabajado tanto en la plataforma de la sonda como en la carga útil. En la plataforma, ha suministrado el Boom para el despliegue de instrumentos, así como las persianas de protección para garantizar el buen funcionamiento de los instrumentos embarcados y las pantallas ópticas para las cámaras y los seguidores de estrellas. En la carga útil, el equipo ha trabajado tanto en las cámaras del instrumento Osiris como en la electrónica del  Giada. “De haberle dotado de voz, el Rosetta se hubiera expresado en euskera“, dijo uno de los del conjunto. Son los que han hecho posible el viaje espacial que se compara con la llegada el hombre a la luna.

Pero el trabajo no ha hecho sino empezar, los científicos e ingenieros de la misión están  pendientes de las operaciones y de los retos que aún tienen por delante con esta sonda de la Agencia Europea del Espacio (ESA). El equipo del Departamento de Espacio analiza ahora los datos que envía la Rosetta para comprender el Sistema Solar, pero, como ingenieros directamente implicados en Rosetta desde durante años (unas dos décadas, en que tuvieron que inventar una misión insólita partiendo casi desde cero. “En misiones científicas, la ESA europea va por delante de la NASA”.

Rosetta tiene varios ‘primera vez’, en el mundo y en la historia. ¿Por qué es tan especial?. Lo es porque es la primera misión específicamente dedicada a un cometa con el objetivo de captar todos los datos científicos posibles, incluyendo la toma de muestras. Se han hecho otras antes a cometas, pero solo sobrevolándolo, y no es lo mismo que la nave pase cerca del objeto celeste o que, como en este caso, aterriza para quedarse allí. Y la instrumentación que lleva la sonda no tiene nada que ver con las anteriores... ni en las cámaras, ni en los detectores ni, por supuesto, en el módulo de descenso Philae.

Las dificultades de la ingeniería espacial en esta misión han sido y son muchas. La primera es que los cometas tienen órbitas muy elípticas y, en su recorrido, varía mucho la distancia del Sol y la velocidad en cada punto, lo que significa que la nave, al viajar con él, tiene que soportar niveles de radiación solar muy dispares. Además, el el Rosetta tiene muy poca masa, así que en las maniobras que hace a su alrededor no puede beneficiarse de la atracción gravitatoria, por ejemplo, sólo para entrar en órbita, tuvo que operar con su propia energía.

Con la llegada de Rosetta a las proximidades del cometa el pasado 6 de agosto, no había terminado lo más crítico de la misión. Los técnicos y científicos vascos no pudieron ni dormir una siesta sobre los laureles.

La diversión continuó. En la segunda fase la nave se fue acercando al cometa hasta  unos 30 kilómetros. Su primer objetivo era hacer un mapa detalladísimo de su superficie y conocer sus propiedades mecánicas para elegir el lugar de descenso, entonces el Philae, corrió el mayor riesgo de la misión.

Mantenerse un año junto a un cometa cada vez más activo al acercarse al Sol del cometa son enormes y la densidad local de partículas que los forman es muy baja. La superficie del cometa tiene materiales de hielo que se funden cuando empieza el calor (al acercarse al Sol), y de vez en cuando se desprenden partículas, pero no salen disparadas sino que se van separando de poco a poco, a bajas velocidades relativas. Así que no hacen mucho daño a la nave.

Para los científicos vascos Rosetta es una misión fascinante por los descubrimientos sobre los cometas. Pero los problemas que surgen día a día son nuevos.

Una característica de  misiones de ciencia como esta es que nunca hay dos iguales, los problemas que se presentan siempre son nuevos, y las áreas de trabajo diferentes: una es la propia sonda y en este caso los científicos dicen al ingeniero lo que quieren hacer y a partir de esos requisitos los ingenieros desarrollan la sonda. La segunda parte es el diseño de los instrumentos científicos, integrado ahora en  labor de  investigadores, por lo que son los propios institutos los que diseñan los aparatos y la industria entra como colaborador para construir esos instrumentos. Es una simbiosis muy productiva y Rosetta se produjo en  una explosión de esta colaboración. Los ingenieros tuvieron su primera experiencia importante de trabajo codo con codo con los científicos.

Aeroespacial Sener tiene una participación muy relevante tanto en la faceta industrial como en la científica. Para Sener, el programa de ciencia de la ESA es el programa más importante, porque es una empresa atípica en el sector porque estamos muy volcados en el programa de ciencia, que supone hasta el 50% de producción. Aunque ingeniería esta bastante alejada de lo que es una fábrica; su potencial se ve cuando hay que hacer un sistema nuevo, que requiere varias disciplinas (sistemas de control, electrónica, software, óptica...). En las últimas tres décadas, Sener ha participado en todas las misiones científicas de la ESA.

Sus técnicos han trabajado tanto en la nave como en la instrumentación. En la nave se planteó uno de esos problemas nuevos... Rosetta estuvo a una UA (Unidad de longitud Astronómica) del Sol al principio; y en otras fases de la misión se ha alejado hasta cinco UA. Teniendo en cuenta que la radiación solar varía con el cuadrado de la distancia, hay momentos en que la sonda recibe tanta radiación como en la atmósfera terrestre (algo más de un kilovatio por metro cuadrado), mientras que cuando se aleja, recibe un 4% de esa radiación. Y con esas variaciones térmicas sus científicos tienen que mantener los equipos dentro de la nave en un rango de temperatura de +45 grados como máximo y pocos grados bajo cero de mínima. Se diseñó un sistema de como de cortinas venecianas para cubrir la superficie externa de la nave, con unas varillas que cambian sus propiedades ópticas y térmicas según la cara expuesta al exterior, de manera que en algunas fases logras que el calor generado internamente salga y en otras se guarde dentro. El mecanismo para manejar esas cortinillas exteriores y los materiales empleados son trabajo de Sener. También ha hecho los mástiles que permiten mantener separados (unos pocos metros) los magnetómetros así como paneles de protección de algunos instrumentos. En los equipos científicos han colaborado en el sistema Osiris con dos cámaras, las que nos están proporcionando esas imágenes tan bellas del cometa, con el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), y en el instrumento Giada, que mide las propiedades mecánicas de las partículas que se desprenden del cometa.

Lo difícil es diseñar y construir un equipo para que funcione una década después del lanzamiento, tras recorrer millones de kilómetros por el Sistema solar. Rosetta se marchó de la tierra a la aventura en 2004.

Este equipo trabaja con niveles de seguridad muy superiores a lo normal. Se conoce muy bien cuál es su rango de funcionamiento de cada componente .. su límite de tensión, de temperatura... y se diseña para que cada aparato funcione muy por debajo de esos límites, sin estresarlo. En condiciones normales, si uno trabaja con esos límites todo costaría una fortuna, pero si una misión que cuesta 1.300 millones de euros, como esta, no se  puede permitir fallar por un problema de fiabilidad de un componente... Otro método es introducir redundancia, equipos duplicados.

ESA, hace misiones espaciales científicas europea son muy avanzadas, algunas que ni siquiera acomete la NASA pese a contar con mayor presupuesto. Y por eso en  misiones de ciencia  ESA va por delante de la NASA. Europa tiene un programa, el Cosmic Vision, que es un excelente ejemplo de planificación de misiones científicas y su tasa de éxito es muy elevada. Pero hay dos áreas en las que la NASA le aventaja: el programa de exploración robótica y el de vuelos tripulados. En robótica, lo que hizo el Jet Propulsion Laboratory con el Curiosity en el descenso en la superficie de Marte fue increíble, un trabajo impresionante de ingeniería... Eso requiere una capacidad tecnológica altísima con una gran inversión. Pero la exploración robótica está llegando a tal nivel de complejidad que en el futuro solo se van a poder emprender en cooperación internacional, como por ejemplo, la misión de traer muestras de Marte.

También los japoneses compiten en naves espaciales pero no han llegado a posarse en cometas sino en satélites

España experimenta desde los noventa, con la aparición de empresas que empezaron a participar en las misiones con un buen nivel, y ahora sin duda está entre los primeros del espacio en Europa. La ESA tiene un efecto multiplicador porque entrar en sus programas te da conocimiento, saber hacer, un nivel tecnológico..

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En el programa científico de la ESA no porque es obligatorio, la cuota se fija proporcionalmente para cada país y  no se puede recortar su contribución. Pero en otros programas, como el de observación de la Tierra, los recortes se han notado y  las dificultades derivadas de  presupuestos ha disminuido la posibilidad de participar en misiones. Ahora se intenta recuperar el tiempo perdido con los 344 millones de euros aprobados por Industria para programas de la ESA, pero los recortes en los años pasados rompieron la continuidad necesaria, continuidad que mantienen otros países, otras empresas competidoras. Cuando una empresa pierde su posición en un programa, la ocupa inmediatamente otra. Por eso es gravísimo perder trenes por culpa de un recorte aunque sea puntual. En este sector es esencial la continuidad y la estabilidad para mantener la competitividad.

El director de Espacio de Sener, Diego Rodríguez, ha destacado el reto que supuso para los ingenieros de Sener el diseño y desarrollo de equipos para una misión tan longeva, con un largo periodo de hibernación, y sometida a grandes variaciones de temperatura derivadas de las variaciones de radiación por el aumento de la distancia al sol. Los equipos, críticos para el desarrollo de la misión, fueron suministrados a finales de los años noventa y, tras diez años de viaje, siguen funcionando, sin que se haya detectado fallo alguno desde su entrada en operación.

Dentro de la historia de Sener en el sector del Espacio, Rosetta supuso un punto de inflexión al ser la primera vez en que los equipos tuvieron una presencia relevante tanto en la plataforma como en la carga útil. Además, esta misión sentó las bases de cooperación con centros de investigación como el INTA y el Instituto Astrofísico de Andalucía (IAA), con los que Sener continua colaborando hoy.

El instrumento Boom, proporcionado por Sener, comprende dos mástiles desplegables compuestos por un tubo de fibra de carbono y un mecanismo de despliegue, en los que se sitúan cinco instrumentos científicos. Su cometido en órbita es aislar en lo posible los instrumentos de las perturbaciones electromagnéticas del satélite.

La empresa también ha aportado el sistema de 15 louvres para asegurar la estabilidad térmica de la sonda. Cada louvre consta de 16 hojas que deben abrirse o cerrarse en función de la radiación incidente, operación que realizan de modo autónomo y sin aplicación de energía externa. Este concepto innovador ideado por Sener hace más de 15 años ha sido clave para garantizar el control térmico de Rosetta incluso en los periodos de hibernación, y todo ello con un impacto mínimo en la masa total de la sonda.

Sener ha sido responsable también de las pantallas ópticas de atenuación de la radiación solar incidente sobre las dos cámaras de navegación y los dos rastreadores de estrellas

Agencia Espacial Europea (ESA) es bastante conocida: se lanzó en 2004, y tras viajar más de 10 años  por el sistema solar, este año llegó hasta el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, donde el pasado 12 de noviembre lanzó su módulo de aterrizaje Philae. Este tuvo algunos problemas con sus arpones de anclaje, rebotó sobre la superficie y se detuvo en un lugar desconocido, desde donde ha transmitido datos científicos antes de agotar sus baterías y después ‘hibernar’, como un oso.. Por su parte, el orbitador Rosetta seguirá orbitando y analizando el cometa en los próximos meses.

Rosetta hizo historia al ofrecer el momento del aterrizaje de Philae en la superficie de un cometa. Hay una película que recoge la espera de los técnicos en en la sala de control de la misión Rosetta en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales en Darmstadt, en Alemania, desde el momento de la toma de contacto el 12 de noviembre a la hibernación de Philae.

Muestra las celebraciones y explica la carrera contra el tiempo para asegurar que los experimentos científicos del aterrizador se completaron antes de que sus baterías murieron. También cubre los extraordinarios tres touchdowns, como fueron fotografiadas por la cámara OSIRIS en el orbitador Rosetta, el descubrimiento de compuestos orgánicos e hibernación de Philae.

La primera sonda japonesa Hayabusa (halcón peregrino) está a la altura de Rosetta y lanzará otra hermana el próximo año

Pero allá arriba tiene un competidos difícil: la primera sonda japonesa Hayabusa trajo a la Tierra pedazos de asteroide en 2005; este 30 de noviembre Japón lanzará su segundo 'halcón peregrino'

Una historia en ciertos aspectos parecida, aunque mucho menos mediática, la protagonizó la sonda Hayabusa de su objetivo fue un asteroide, en lugar de un cometa. Ambos difieren en su composición y órbitas, pero los dos son objetos primitivos e importantes para conocer la evolución del sistema solar.

En concreto, llegó en 2005 (sin necesidad de orbitarlo) al asteroide Itokawa (25143) y, haciendo honor a su nombre, –Hayabusa es el nombre en japonés–del halcón peregrino-- que ‘atrapó’ unas muestras en la superficie. La operación duró unos minutos y tuvo dificultades, incluida la pérdida de un ‘miniaterrizador' denominado Minerva, pero al final  consiguió traer por primera vez a la Tierra las partículas del asteroide. Cayeron en Australia en 2010 en el interior de una cápsula.

El próximo 30 de noviembre la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) lanzará a su sucesora, Hayabusa-2, con un perfeccionado sistema de navegación y guiado autónomo. Su objetivo esta vez será el asteroide (162173) 1999 JU3, donde aterrizará en 2018.

Para preparar la captura de muestras que hará la propia sonda, intervendrán diversos robots, como unas pequeñas esferas de señalización, un ‘impactador’ que abrirá un cráter en la superficie –para analizar luego el material que hay debajo– y un scout o explorador denominado MASCOT, de fabricación europea (en los centros DLR alemán y CNES francés). El material recogido llegará en una cápsula a nuestro planeta en 2020, justo el año en que Japón celebrará los Juegos Olímpicos de Tokio.

 

 

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