Crédito : NASA/JPL/Caltech.
Navegar entre lunas de Saturno no es algo tan simple , muchos años antes de llegar a destino ya se tiene planificado cada sobrevuelo a realizarse , que rutas seguirá y cuando cambiar de rumbo , pero evidentemente cualquiera se dará cuenta que solo con propelente no alcanza para ir cambiando de rumbo , he aqui cuando entra en juego el de sobrevolar alguna luna grande para ayudar a la sonda Cassini a ir a otros destinos dentro del sistema de Saturno y sus lunas .
Y unas de esas lunas grande es Titan , no solo porque es la luna mas grande de Saturno sino también porque es unos de los principales destinos y motivos de esta mision interplanetaria , también Titan sera la puerta definitiva al final de esta mision , cuando en septiembre del año que viene , la sonda Cassini impactara en la atmosfera de Saturno .
Cuando una sonda trabaja entre lunas , necesita información coherente de navegación , no solo la ayuda de Titan para tomar impulso gravitatorio , una de esas ayuda es la toma de imagen óptica de navegación , la imagen que abre este post , es un ejemplo de lo que digo , donde los tres recuadros pequeños amarillo es la ubicación de tres estrellas para orientarse en la navegación entre las lunas y Saturno , el medio circulo amarillo es donde posiblemente estaría Rhea y donde se ve que estaba definitivamente , lo que hay que entender es la diferencia entre la posición esperada y la observada de la luna Rhea , y eso es una ayuda para hacer una navegación precisa .
Pero un dato importante y que cambia un poco estos sobrevuelos de la sonda Cassini entre las lunas de Saturno es que el pasado 20 de septiembre fue el ultimo día que se tomó una imagen de navegación óptica - OPNAV - desde antes de llegar a Saturno el 1 de julio del año 2004 , la sonda Cassini ha utilizado la cámara de angulo estrecho , para poder captar imagenes de lunas de Saturno sobre fondos de estrellas para poder determinar con precisión el rumbo o ruta de la sonda Cassini , hasta el momento , desde su lanzamiento en el año 1997 , la sonda Cassini ha tomado unas 2.817 imagenes solo para navegación .
Pero de aqui en adelante como no habrá mas imagenes ópticas de navegación , se utilizara los datos doppler , y las sincronizaciones de señales de radio hacia y desde la Tierra , aunque la sonda Cassini seguirá tomando imagenes para fines cientificos , sin esas imagenes ópticas , hubiera sido imposible que la Cassini sobrevolara a solo 25 kilómetros de el polo sur de Encelado .
En cada unas de las misiones extendidas , la sonda Cassini ha cambiado de ruta . Crédito : NASA/JPL/Caltech.
La sonda Cassini no haría nada de sobrevuelo con solo 1/30 de propelente , no alcanzaría para nada , ni para cambiar de trayectoria , por eso es que se utiliza a Titan para explorar Saturno y sus lunas , y como los antiguos navegantes , la sonda también se guía con las estrellas , y un dato importante , es que cada órbita alrededor de Saturno y algunas de sus lunas , puede demorar entre una semana y meses .
Para el final de la mision en septiembre del 2017 , la sonda Cassini habrá realizado cientos de corrección de trayectorias , y habrá completado unas 293 órbitas , la planificación es enorme y compleja , pero la navegación es fundamental , pero lo curioso es que la sonda Cassini ha llegado a todos los lugares visitados anteriormente con apenas una fracción de propelente .
Si ve la imagen sobre estas lineas , parecería una visión desordenada de rutas hechas alrededor de Saturno y sus lunas , pero es una coreografía precisa , todo lo hecho en mas de 10 años de trabajo científico de la sonda Cassini , y el principal protagonista de esta mision no es la sonda sino Titan , para tener una idea de esto , basta entender lo siguiente , cuando la sonda Cassini partió rumbo a Saturno , el propelente total de la sonda Cassini alcanzó para alterar la velocidad de escape de la sonda , solo para aumentar la velocidad en 2.400 metros por segundos , pero un solo sobrevuelo a Titan , a una altitud de solo 1.000 kilómetros de su superficie , significó un cambio o aumento de velocidad de 800 metros por segundo .
En misiones interplanetarias , cuando se habla de cambio de velocidad , se define como delta-v , lo que quiere decir que la palabra delta se refiere a a la letra griega D , y que es un símbolo que se utiliza en matemáticas y ciencias , en una palabra , es una formula para significar el " cambio " y " v " se refiere a velocidad , en definitiva , delta-v significa cambio de velocidad .
Al final de esta mision interplanetaria de la sonda Cassini , precisamente esta sonda habrá alcanzado un delta-v - o cambio de velocidad - de 200.000 millas por hora o 322.000 kilómetros por hora , o 90.000 metros por segundos , haciendo sobrevuelos sobre Titan , unas 37 veces mas si no hubiera utilizado a Titan , como dijo Duane Roth , jefe del equipo de navegación de la sonda Cassini " lo que llevamos en la nave espacial es una miseria en comparación con lo que obtenemos de Titan " .
El 29 de noviembre del 2016 , en el sobrevuelo a Titan - T-125 - sera la puerta de acceso a las trayectorias sobre el anillo F y al final de la mision . Crédito : NASA/JPL/Caltech.
Y cada sobrevuelo a Titan por parte de la Cassini , significa un cambio de trayectoria , siempre y cuando la sonda pase cerca o lejos de Titan , eso tiene sus consecuencias posteriores , dependiendo si pasa cerca o lejos , Titan ayuda gravitacionalmente , pero ¿ en que sentido ? , de forma muy sutil , por ejemplo cuando la sonda Cassini pasa muy cerca de Titan , el cambio de trayectoria sera muy cerrada y la influencia gravitacional de Titan ayuda a mas velocidad para la sonda , pero si pasa mas lejos de Titan , la fuerza o ayuda gravitatoria de Titan sera leve , no habrá tanto aumento de velocidad , y por ejemplo si Cassini sobrevuela por el hemisferio sur de Titan , la trayectoria de la sonda lo llevara por arriba , por encima del plano de los anillos de Saturno , y si la sonda Cassini sobrevuela el hemisferio norte de Titan , la trayectoria de la sonda ira hacia el sur , en relación con Saturno .
El mural Cassini que forma parte de la sonda , mas datos aqui .
Vale aclarar que la sonda Cassini sí usa propelente , pero mas que nada para pequeñas correcciones , cuando se quiere hacer una trayectoria ideal , porque cada sobrevuelo sobre Titan esta diseñada para dar a la sonda Cassini la dirección y la velocidad correcta para su próxima órbita sobre Saturno , de esa forma observa las lunas o los anillos por ejemplo , los encuentros también se alinean a la sonda para su próximo sobrevuelo .
Otro dato interesante , es que cada sobrevuelo a Titan es preparar los proximos sobrevuelos sobre la propia luna - o sea , Titan - si por ejemplo la sonda Cassini se desvía solo un kilómetro , la sonda puede quemar parte del propelente para corregir el error , pero si hay error de trayectoria no ya de un kilómetro sino de varios kilómetros , la situación ya se complica , porque las observaciones científicas pueden tener que ser reprogramadas o quizas canceladas , y esta situación es algo compleja de ocurrir , porque llevaría a que se necesite unos 6 meses para volver a sincronizar la trayectoria o sobrevuelos con las observaciones científicas y obviamente seria perder irreversiblemente 6 meses en la mision , no hay bis .
Un 25 de abril del año 2016 , con unos 30° grados por encima del plano de los anillos y desde una distancia de 3 millones de kilómetros , la sonda Cassini tomó esta bella imagen de Saturno . Crédito : NASA/JPL/Caltech.
Pero aun así y a pesar de usar la imagen óptica para la navegación , casi nunca se sabe por parte de los miembros de la mision , de donde esta realmente Titan , y aunque parezca mentira y a causa de que Titan tiene atmosfera , el equipo de navegación de la sonda Cassini , han perdido su primer sobrevuelo de Titan , por una distancia de 20 kilómetros , por eso , en cada sobrevuelo los miembros del equipo de navegación mejoran con precisión sus conocimientos sobre la órbita de Titan .
Así como Titan es un mundo misterioso , parece que su órbita o saber donde esta realmente es un misterio , por eso de aqui en adelante sin tener mas imagenes ópticas de navegación , y en adelante usar el desplazamiento Doppler , sera mas complicado los futuros encuentros con Titan , pero usando las señales de radio de la sonda mediante el envío de esas señales hacia las antenas de recepción en la Tierra , se puede calcular la distancia de la sonda y cuando se mide el cambio de la frecuencia de la Cassini cuando envía señales nuevamente , a traves del efecto Doppler , el equipo de navegación puede calcular la velocidad de la Cassini hacia o lejos de la Tierra .
https://saturn.jpl.nasa.gov/news/2861/
https://saturn.jpl.nasa.gov/mission/spacecraft/navigation/
https://saturn.jpl.nasa.gov/resources/7507/
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