Sondas espaciales

¿Qué es una sonda espacial?

Una sonda espacial es una nave espacial enviada por el hombre en el espacio, y destinada a explorar objetos en nuestro sistema solar o más ampliamente a estudiar un cuerpo celeste : planeta, cometa, asteroide, estrella, etc. Las numerosas tentativas quedaron infructuosas tanto lado americano como el lado ruso, pero son los soviéticos quienes tienen los primeros sabido hacer sacar un objeto fabricado por el hombre fuera de campos de atracción terrestre. El 2 de enero de 1959, sonda espacial Lunik 1 se acerca a 6000 km de la luna para perseguir luego su camino en el espacio después de haber transmitido algunos datos científicos. Dos meses más tarde, la sonda americana Pioneer efectúa el mismo trayecto. Desde hace casi cincuenta años, estas maquinas espaciales son enviadas en nuestro sistema solar, con un índice de fracaso elevado pero las misiones acertadas de sus sondas nos valen de observaciones magníficas que hacen tanto soñar al gran público que los científicos. Las imágenes que nosotros alcanzan, a menudo testimonian nuestro pasado pero también nos muestran nuestro futuro. Una sonda espacial puede tener diferentes funciones según el tipo de módulo que embarca. Hablamos de Orbiter cuando ella se inserta en órbita del astro dirígete, de atterrizor cuando se aterriza sobre un cuerpo sólido, o de sonda de reapertura cuando entra en la atmósfera de un cuerpo gaseoso. Por regla general una sonda tiene por objeto hacer medidas in situ y transmitirnos estos datos.

Además siempre son equipadas de cámaras cinematográficas de observaciones que nos muestran el objeto dirígete aparte de a perturbaciones atmosféricas terrestres y en un ángulo de vista inaccesible con nuestros ojos desde la tierra y hasta desde la órbita terrestre. Es importante notar la diferencia con los satélites artificiales, que ellos, son destinados sólo a ser puestos sobre órbita terrestre.
Sin embargo, ciertas sondas también son destinadas a ser puestas en órbita alrededor de otros planetas, satélites de planetas o hasta alrededor de pequeños asteroides. Los Estados Unidos ampliamente dominan este dominio de la exploración del sistema solar, por las sondas espaciales. Envían a 1964 la primera sonda espacial hacia Marte, luego en 1972 hacia Júpiter, en 1973 hacia Saturno y Júpiter, y una otra hacia Mercurio, en 1977 hacia Urano y Neptuno así como Júpiter y Saturno. En el siglo XX, solo Plutón no tiene no todavía es objeto de una exploración por sonda espacial.

Imagen: Hoy estos instrumentos perciben en el detalle las formas y la composición de objetos de las regiones lejanas y nos ofrecen vistas excepcionales de una precisión inigualada, como el del cráter de Tierra Sirenum del hemisferio meridional de Marte (Foto tomada el 3 de octubre 2006 por la sonda Marte reconocimiento Orbiter).

Cassini

La misión Cassini-HuygensLa misión Cassini-Huygens es una misión conjunta de la NASA, de la Agencia espacial europea y de la Agencia espacial italiana cuyo fin principal es explorar Saturno y sus satélites, en particular Titán. La idea de esta misión sube a 1982. La duración total de la misión es estimada en 11 años, del lanzamiento el 15 de octubre de 1997 hasta 2008. La sonda Cassini-Huygens es constada por el Orbiter Cassini, equipada en resumen de 12 instrumentos, y del atterrisseur Huygens, equipado de 6 instrumentos. A principios de 2004, la sonda entró en órbita alrededor de Saturno y el 14 de enero de 2005, el Orbiter se puso sobre Titán.  Es una misión espacial automática realizada en colaboración por el Chorro Propulsión Laboratory (JPL), la Agencia espacial europea (ESA) y la Agencia espacial italiana (ASI).
Su objetivo es el estudio del planeta Saturno y de varios de sus satélites, de los que están Titán.
La sonda espacial y compuesta de el Orbiter Cassini y del módulo Huygens debe colocarse en órbita alrededor del planeta. Huygens tiene como objetivo aterrizar sobre el satélite Titán.
El nombre de la misión es un homenaje a Jean-Dominique Cassini, astrónomo francés del siglo XVII a el origen de observaciones fundamentales que concierne a Saturno, y a Christian Huygens, astrónomo neerlandés del mismo siglo, que tiene como descubierto Titán.

La misión Cassini-Huygens ya permitió particularmente tener las primeras imágenes detalladas de Febe, estudiar detalladamente la estructura de los anillos de Saturno, estudiar a Titán de una manera profundizada y descubrir dos nuevas lunas de Saturno.

Imagen: Imagen de artista de la sonda Cassini Huygens Mylène Simoès, Art Director.

New horizons

New Horizons es una sonda espacial de la NASA destinada a volar sobre Plutón y su satélite Caronte, y luego continuar en el Cinturón de Kuiper. También estudiará Júpiter y sus lunas. Es el primer dispositivo diseñado específicamente para transmitir datos de los objetos del sistema solar distantes. La nave espacial New Horizons fue lanzada Jueves, 19 de enero 2006 a las 20:00 hora de Francia y puede utilizar una asistencia gravitatoria de Júpiter en 2007. La sonda tiene una forma gruesa triangular, es la más rápida jamás lanzada desde la Tierra (19 km/s). A medida que la sonda viaje al sistema solar exterior, la generación de energía no se puede asegurar por los paneles solares tradicionales, se envía entonces un radioisótopo generador termoeléctrico (RTG). Este generador convertirá el calor de la desintegración radiactiva de 10,9 kg de dióxido de plutonio 238, que se estima para proporcionar 190 vatios de nuevo en 2015. El cilindro que contiene el generador se fija en un ángulo del triángulo. La antena parabólica tiene un diámetro de 2,5 metros, que se utiliza para la comunicación con la tierra está fija en uno de los lados del triángulo. Su peso total es de 265 kg.

N.B.: al bordo de New Horizons hay una urna funeraria con las cenizas de la que descubrió Plutón en 1930, el astrónomo estadounidense Clyde William Tombaugh (1906 - 1997). New Horizons es la primera sonda de tener como principal objetivo el estudio y la descripción general de Plutón. Debido a su lejanía, Plutón es un destino en situación de riesgo, por lo que el estudio proyecta que planeta enano se cancelaron uno tras otro, como el programa de Outer Planet Grand Tour, que incluyó el envío de cuatro sondas, incluyendo dos en la dirección de Júpiter, Saturno y Plutón. Debido a las limitaciones presupuestarias, la NASA podría enviar solo dos sondas Voyager 1 y 2. Plutón Observando fue abandonado debido a que el Jet Propulsion Laboratory (JPL) no podría llevar a razones de configuración planetaria, tanto una sonda a Urano, Neptuno y Plutón.

Imagen: Imagen de artista de la sonda New Horizons Mylène Simoès, Art Director.

Rosetta

Rosetta va a gastar por a cuatro veces esta técnica, rozando con la Tierra (2005, 2007 y 2009) y Marte (2007).
Rosetta rozará con el asteroide Steins a 1 700 km, el 5 de septiembre de 2008, con una velocidad relativa de 9 km/s. Lutetia de un centena de diámetro de kilómetros, será rozado el 10 de julio de 2010. Rosetta pasará a 3 000 km del objeto a cerca de 15 km/s.
No habrá, para razones de economía de energía, comunicación con la tierra entre 2011 y 2014. En agosto 2014 debería entrar en órbita alrededor del cometa.

Imagen: Imagen de artista de la sonda Rosetta Mylène Simoès, Art Director.

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Marte Reconocimiento Orbiter (MRO), es el nombre de este ojo de lince de una nueva generación de sondas destinadas a fotografiar el planeta rojo como jamás.
Esta sonda americana, lanzada el 12 de agosto 2005 después la basa Cabo Canaveral en Florida, contribuye enriqueciendo nuestros conocimientos sobre el planeta Marte, como la historia de su agua en su superficie, de su clima o de su sótano.
MRO podrá reparar en las las mejores sitios de aterrizaje para sondas o los hombres que vienen y servirá, desde el fin de su misión científica, de parada de comunicación con la Tierra hasta 2015.
Esta sonda es distintamente más imponente que las precedentes (Marte Global Surveyor y Marte Odyssey).
Con altura de 6,50 m y un diámetro de 3 m, este monstruo llenado de tecnología, contiene 11 instrumentos en resumen para asegurar, su misión científica, su navegación y su comunicación con la Tierra (cámara cinematográfica estereoscópico alta resolución HiRISE, cámara cinematográfica CTX de contexto, spectro-imageur a CRISM, cámara cinematográfica MARCI, radiomide por metros a MCS, radar SHARAD, emisoras de radio radio ciencias).
De una masa total de 2180 kg a la despegadura, MRO ha sido lanzado por un cohete Atlas V-401.

Después de haberle recorrido 500 millones de km en 7 meses a 3 km/s, se situó en órbita marciana.
La sonda marciana MRO de la NASA que empezó realmente su misión científica en noviembre de 2006 envió desde ahora hacia ello Tierra, en algunos meses, cerca de 8 tera-octets de datos, tanto como MGS (Marte Global Surveyor) en nueve años de observación.
Con toda esta tecnología embarcada, la sonda MRO encuentra algunos dificultades con sus instrumentos.
La mitad de los captadores de ella cámara cinematográfica HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) presenta efecto de los niveles anormales de ruido pero quienes tienen sólo impacto limitado sobre la calidad de las imágenes.
El segundo instrumento, Marte Climate Sounder que es encargado por escáner la atmósfera marciana a arriba del horizonte, tiene en cuanto a él dificultades de calado de su campo de visión. El coste total de la sonda es considerado a 720 millones de dólares.

Imagen: La misión MRO es fotografiar el planeta Marte y informarnos sobre su historia. Imagen de artista de la sonda MRO Mylène Simoès, Art Director.

Dawn

El viaje de la sonda Dawn ("aurora" en inglés) va a alumbrarnos un poco más sobre el nacimiento de nuestro sistema solar así como sobre la formación de los planetas. Después de varios saldos, NASA procedió al lanzamiento de la sonda espacial DAWN con destinación a asteroides Vesta y Ceres, los dos cuerpos celestes más gruesos y conocidos de el cinturón de asteroides que se sitúa entre Marte y Júpiter. Un cohete Delta 2, equipada de nueve boosters se lanzó, en el cielo de Florida, el jueves, 27 de septiembre de 2007 a las 11h 34 UTC. Esta misión ambiciosa de la NASA pretende satelizar la sonda Dawn alrededor de Vesta en 2011 luego alrededor de Ceres en 2015. Para alcanzar estos dos asteroides, una maniobra de asistencia gravitacional alrededor de Marte será necesaria en 2009. El estudio de estos dos objetos debería permitir una mejor comprensión condiciones iniciales del Sistema solar poco tiempo después de su formación y comprender mejor las etapas de la formación de planetas. Dawn que va a recorrer en resumen 5,1 mil millones de km, evolucionará 7 meses alrededor de cada asteroide. Sobrevuelos a altitud baja son previstos, a una altitud de 15 km para Vesta y de 40 km para Ceres. Ceres y Vesta es proto-planetas y se formó más o menos en la misma época, en el momento de la formación de los planetas de sistema solar hay cerca de 4,5 mil millones de años.

Vesta y Ceres son muy diferentes. Vesta es un grueso peñasco de forma irregular, seco y rocalloso con una superficie que parece ser formada de lava helada. Ceres es casi redondo (diámetro de 960 km) y podría tener polos helados. Ceres presenta la particularidad de haber doble estatuto de asteroide y de planeta enano desde el 2006 como Plutón y Eris. La misión está prevista para durar hasta julio de 2015. Este viaje inédito es hecho posible gracias a los motores para propulsión jónico. La sonda Dawn es equipada de cámaras cinematográficas, de un espectrómetro a infrarrojo, y de un detector a neutrones y rayos gamma. La energía de tableros solares de 19,8 metros de envergadura va a permitir funcionamiento de sus tres motores a propulsión jónica.
"Para mí, verdaderamente es la primera verdadera maquina espacial interplanetario", explica el ingeniero en jefe Marco Rayman. La misión Dawn cuesta 357 millones de dólares (252,7 millones de euros) fuera de coste de lanzamiento por el cohete Delta.

Imagen: La misión de la sonda Dawn ("aurora" en inglés) está prevista para durar 8 años y su viaje de 5,1 mil millones de kilómetros va a informarnos sobre los primeros instantes del nacimiento del sistema solar, hay 4,6 mil millones de años. Imagen de artista de la sonda DAWN Mylène Simoès, Art Director.

Las sondas GRAIL

Tradicionalmente, la Luna fue un foco importante para el hombre. En 2012, los científicos están interesados, una vez más, a la Luna para establecer una base permanente en el futuro cercano. Aunque este es el mejor objeto conocido del Sistema Solar después de la Tierra, esto es, con la misión GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory), para medir el campo gravitacional de la luna, pero ya medida con muchas imperfecciones. El proyecto GRAIL, 375 millones de dólares, fue lanzado en 1997. En 2012, las dos sondas GRAIL (GRIAL-A y B) de la NASA, lanzado en septiembre de 2011, fueron colocados en la misma órbita lunar, a pocas horas de diferencia, después de cuatro meses de viaje. Que giran alrededor de la Luna a una altitud suficientemente baja, a unos 55 km para sondear mejor las capas internas de la Luna. Las dos sondas están cerca unos de otros, entre 175 y 225 km, la distancia se mide finamente, con una precisión de un micrómetro. Ambos sondas transmiten una señal de radio a la Tierra para hacer permanente sus respectivas posiciones.

Gracias al variación de distancia entre ellos, los científicos recogieron las pequeñas variaciones locales, debido a la gravedad de la Luna. La Luna no es perfectamente homogénea esfera, la distancia entre las dos sondas se verá afectada por las pequeñas variaciones de la gravedad, debido a la densidad del suelo y la distribución de masas lunar. Las capas de minerales diferentes de la Luna, incluyendo el núcleo, puede ser analizadas mediante la cartografía de la estructura geológica. Conocer perfectamente la estructura de la Luna y, en particular, su núcleo, permitirá validar la hipótesis de su formación, la más aceptada por los científicos, ella de un impacto gigante. Su origen se debe a una colisión masiva con la Tierra, un planeta del tamaño de Marte, conocido como Tea.

Imagen: Las dos sondas GRAIL (GRAIL-A y B), lanzadas en septiembre de 2011, exploran la Luna a una altitud de 55 km, para aprender acerca de las capas de su sótano.

Imagen: Imagen de la NASA, las dos sondas GRAIL.

Satélite GAIA

GAIA es un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA), el satélite fue lanzado 19 de diciembre 2013 de la Guayana Francesa con un cohete Soyuz. Esta misión de mide de la astronomía, pretende trazar un mapa de la Vía Láctea en 3D, es decir, más de mil millones de estrellas con una precisión de hasta 7 microsegundos de arco o 7/3600e de grado para las estrellas más brillantes (magnitud 12 y menores) a 300 microsegundos de arco para las estrellas más débiles (magnitud 20). Esto permitirá a los científicos comprender mejor los mecanismos de formación de las galaxias, el funcionamiento interno de las estrellas, la influencia de la materia oscura y la curvatura de los rayos de luz debido a los efectos gravitacionales. La sonda de 2 toneladas, cuenta con 3 sensores instalados en el mismo telescopio, que serán unos 75 medidas de astrometría, de fotometría y de espectroscopía en cada objeto observado. Se informará de la posición, de la velocidad, del brillo y de la distancia a la Tierra de cada estrella apuntando a través de su telescopio. GAIA es el topógrafo de la Galaxia, la sonda envía por 5 años, más de un petabyte de datos (1000 TB) para ser procesados ​​por el CNES y 30 laboratorios internacionales.

A través de la identificación de todas estas estrellas, los astrónomos pueden identificar diferentes generaciones de poblaciones estelares, y restaurar su camino en el espacio y el tiempo. El objetivo es producir la imagen más detallada posible de la estructura de nuestra galaxia y predecir su evolución. Las mediciones de una precisión sin precedentes proporcionarán a los científicos durante décadas. GAIA es capaz de medir el espesor de un cabello ubicada 1.000 km de distancia. Para medir la distancia de las estrellas GAIA utiliza el método de la paralaje estelar. Este antiguo método geométrico consiste a visar a la estrella dos veces, a seis meses de diferencia. En otras palabras, los astrónomos miden el ángulo de paralaje, midiendo la posición de una estrella a partir de una posición de la Tierra en su órbita y se mide de nuevo, seis meses después, cuando la Tierra está del otro lado del Sol, entonces que ha recorrido 300 millones kilómetros. Más las estrellas se encuentran cerca, más el ángulo de paralaje es grande. Este ángulo nos da directamente la distancia de la estrella. Conociendo la distancia de una estrella, podemos determinar sus principales características, su brillo real, su edad, su masa, su temperatura, etc.

Imagen: En la antigua Grecia en el siglo II aC, Hiparco de Nicea (-190 a -120 aC. JC) cuidadosamente medido, a simple vista, la posición de más de mil estrellas. Después el satélite Hipparcos (High Precision Parallax Collecting satélite) el satélite de medida de paralaje a alta precisión, es al turno de GAIA, el topógrafo, de examinar la Galaxia.