Lanzamiento Akatsuki/IKAROS (H-IIA)

La agencia espacial japonesa JAXA lanzó ayer día 21 de mayo a las 21:58 UTC un cohete H-IIA (H2A202 – F17) desde la rampa LP-1 del Centro de Lanzamiento de Yoshinobu en Tanegashima. La carga era la sonda espacial Akatsuki, la vela solar IKAROS y los minisatélites WASEDA-SAT 2, UNITEC-1, KSAT y Negai.

Carga útil de este lanzamiento, además de la sonda Akatsuki (JAXA).

AKATSUKI

Akatsuki (あかつき, “amanecer” o “lucero del alba” en japonés), también conocida como Venus Climate Orbiter (VCO) o PLANET-C (las sondas planetarias japonesas reciben la denominación PLANET-XX antes del lanzamiento) es la primera sonda japonesa destinada al estudio de Venus. Tiene una masa al lanzamiento de 500 kg y la estructura principal es una caja de 1,04 x 1,45 x 1,4 metros. Sus paneles solares están diseñados para proporcionar 500 W al final de la misión. Estudiará Venus durante dos años como mínimo desde una órbita altamente elíptica de 300 x 80000 km, con un periodo de 30 horas y un ángulo de 172º (recordemos que la rotación de Venus es retrógrada).

Akatsuki (JAXA).

Emblema de la misión Akatsuki (JAXA).

Como no podía ser de otra forma, la JAXA ha creado estas mascotas “kawai” de la sonda Akatsuki y el planeta Venus para la misión. Desconozco por qué en esta ocasión la sonda es “masculina” (JAXA).

IKAROS y Akatsuki antes del lanzamiento (JAXA).

Akatsuki cuenta con seis instrumentos que suman una masa de 37 kg:

– IR1 (1μm Camera): observará Venus en las longitudes de onda infrarrojas de 0.90, 0.97 y 1.01 μm. En estas longitudes de onda la atmósfera de Venus es casi transparente y se puede llegar a ver la superficie. También podrá estudiar el vapor de agua y la parte inferior de la atmósfera. Otra prioridad es, al igual que en el caso de la sonda europea Venus Express, la detección directa de actividad volcánica. El campo de visión es de 12º y tiene un detector Si-CSD/CCD con 1024 x 1024 píxeles.

IR1 (JAXA).

– IR2 (2μm Camera): estudiará la distribución de las capas de nubes y el tamaño de las partículas que las forman y su composición (especialmente el monóxido de carbono), así como la luz zodiacal en el trayecto de ida hacia Venus. Observará en las longitudes de onda del infrarrojo de 1.65, 1.735, 2.02, 2.26 y 2.32μm. Su campo de visión 12º. Tiene un detector PtSi-CSD/CCD con 1040 x 1040 píxeles.

IR2 (JAXA).

– LIR (Longwave IR Camera): Estudiará la distribución de la capa nubosa del planeta en las longitudes de onda de 10 μm. Podrá medir la velocidad del viento y movimiento de las nubes en las capas más altas del lado nocturno del planeta. Su campo de visión también es de 12º y utiliza un bolómetro con 240 x 320 píxeles.

LIR (JAXA).

– UVI (Ultra-Violet Imager): está cámara ultravioleta estudiará la capa superior de las nubes. En concreto, podrá medir la distribución de dióxido de azufre y otros elementos-traza. Trabaja en las longitudes de onda de 283-365 nm y tiene un campo de visión de 12º. Utiliza un detector Si-CCD de 1024 x 1024 píxeles.

UVI (JAXA).

– LAC (Lightening and Airglow Camera): cámara que se dedicará a buscar pruebas de la elusiva presencia de rayos en la atmósfera de Venus, así como a estudiar la emisión (airglow) del oxígeno en la alta atmósfera. Trabajará en las longitudes de onda de 542.5, 557.7 y 777.4 nm. Tiene un campo de visión de 16º y un detector APD de 8 x 8 píxeles.

LAC (JAXA).

– USO (Ultra-stable oscillator): es un emisor de radio (8,4 GHz) para los experimentos de ocultación. Al pasar la nave tras el planeta vista desde la Tierra se puede estudiar el perfil de la atmósfera venusina y determinar sus propiedades.

Tras insertarse en órbita de Venus, Akatsuki se unirá a la sonda europea Venus Express en el estudio de nuestro planeta vecino.

Los distintos instrumentos de Akatsuki (JAXA).

Las distintas capas de la atmósfera de Venus y las longitudes de onda para estudiarlas (JAXA).

Órbita de Akatsuki alrededor de Venus (JAXA).

Trayectoria de Akatsuki (JAXA).

IKAROS

IKAROS (Small Power Solar Sail Demonstrator) es un prototipo de vela solar lanzada junto a Akatsuki. Al compartir la misma trayectoria que la sonda, IKAROS se ha convertido en la primera vela solar interplanetaria de la historia. Tiene una masa de 310 kg al lanzamiento, aunque la vela propiamente dicha tiene una masa de sólo 15 kg (incluyendo 2 kg de los contrapesos). Antes del despliegue de la vela, IKAROS tiene una forma cilíndrica de 1,6 x 0,8 m. La vela desplegada tendrá una superficie de 14 metros cuadrados y 20 m de diámetro e incluye paneles solares fotovoltáicos flexibles y un curioso dispositivo de cristales líquidos para orientar la nave. Estos cristales se oscurecen cambiando la reflectividad de la vela y, por lo tanto, aumentando o disminuyendo el empuje proporcionado por la presión de radiación de la luz solar. De este modo la vela puede inclinarse sin necesidad de emplear propulsores químicos o giróscopos.

IKAROS (JAXA).

Detalles de la vela solar, incluyendo los paneles solares flexibles y el control de actitud por LCD (JAXA).

Datos técnicos de IKAROS (JAXA).

Con el fin de desplegar la vela (la parte más delicada de la misión), IKAROS girará a 5 revoluciones por minuto para desprender cuatro contrapesos de 0,5 kg cada uno que tirarán de la lámina. Debido a la conservación del momento angular, la rotación de la sonda se ira frenando con el despliegue hasta alcanzar las 2 rpm. Entonces la nave activará sus impulsores e incrementará la velocidad angular hasta las 25 rpm. Una vez finalizado la separación de los contrapesos, la velocidad de la sonda será de 5-6 rpm, momento en el cual se procederá al despliegue total de la vela.

Método de despliegue de la vela IKAROS (JAXA).

Fases del despliegue (JAXA).

Dependiendo del ángulo de inclinación con respecto al Sol y la dirección de avance, IKAROS podrá cambiar de órbita al variar el empuje proporcionado por la luz solar. Además de de probar nuevas tecnologías de propulsión interplanetaria, IKAROS lleva otros instrumentos científicos: un experimento para interferometría de radio (VLBI), un sensor de polvo interplanetario y un pequeño detector de rayos gamma.

Cómo maniobrar en el espacio con la presión de radiación de la luz (JAXA).

IKAROS probará el funcionamiento de una vela solar durante una misión de seis meses. Si tiene éxito, la JAXA planea lanzar en el futuro una vela solar más compleja para estudiar los asteroides troyanos en la órbita de Júpiter.

Fases de la misión de IKAROS y su trayectoria (JAXA).

El cohete

El H-IIA es un lanzador fabricado por Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (三菱重工業株式会社) que realizó su vuelo inaugural en 2001. Desde entonces ha realizado 17 lanzamientos, incluido el de ayer. Este cohete viene en cinco versiones según el número de aceleradores de combustible sólido, SRB (SolidRocketBooster), que se acoplen a la primera etapa. En este lanzamiento, la versión empleada ha sido la más ligera, H2A202, con dos SRB-A. El H-II puede llevar hasta cuatro SRB-A y cuatro SSB (SolidStrap-on Booster). Incorpora en su primera etapa el motor criogénico LE-7A que, con 870-1098 kN de empuje y 390 s de funcionamiento, se sitúa en la misma categoría que el motor Vulcain del Ariane 5. Su empuje puede reducirse hasta el 72% nominal. La primera etapa tiene una longitud de 37,2 metros y un diámetro de 4 m, con una masa de 114 t.

Los cohetes de combustible sólido SRB-A tienen una longitud de 15,1 m y un diámetro de 2,5 m, con una masa de 77 t. Funcionan durante los primeros 56 s del vuelo y proporcionan un empuje de 2245 kN cada uno (comparados con los 6470 kN de los SRB del Ariane 5). Queman una mezcla de polibutadieno compuesto.

La segunda etapa, criogénica también, tiene una longitud de 9,2 m y un diámetro de 4 m. Su masa es de 20 t con un motor LE-5B, que desarrolla un empuje de 137,2 kN, modificable hasta en un 5%. Este motor es descendiente del LE-5, el primer motor criogénico desarrollado en Japón para el cohete H-I. El H2A202 es la versión menos potente del H-IIA, con una capacidad en GTO de 4,15 t. La versión más potente, la H2A204, con cuatro SRB-A, puede colocar en GTO hasta 6 t. El H-IIA tiene una capacidad en LEO similar al H-II, de unas 10 t en una órbita baja inclinada 30º. También puede poner 4 t en una órbita polar o 2,5 t en una misión interplanetaria.

El H2A202 (JAXA).

La familia H-IIA (JAXA).

Especificaciones técnicas del H-IIA (JAXA).

El Centro Espacial de Tanegashima (Mitsubishi).

Complejo de lanzamiento de Yoshinobu, en Tanegashima. La rampa LP-2 queda a la derecha y la LP-1 al fondo. A la izquierda se aprecian los depósitos de hidrógeno líquido (JAXA).

Yoshinobu visto con el Google Earth.

Fases del lanzamiento (JAXA).

Trayectoria del lanzamiento (JAXA).

Lanzamiento (JAXA).

Vídeo del lanzamiento:

Vídeo sobre Akatsuki:


2 Comentarios

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TK

Juer Daniel, como te curras los posts! xD! Pues la verdad, aunque la sonda a Venus me parece muy interesante (habremos de estar pendientes de la información que envia, completando a la misión de la ESA), el experimento de la vela solar me llama más la atención: ¿Serán viables este tipo de astronaves?¿sé podrá explorar el sistema solar con este tipo de sondas que no necesitan combustible químico (Aunque dependan de la proximidad del sol)?

En fin, pasito a paso (pequeños aún), nos dirigimos hacia una sociedad espacial…¡Y ojalá que yo lo vea!

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