Destiny Plus, una sonda japonesa para estudiar el asteroide Faetón

La agencia espacial japonesa JAXA y su división de exploración espacial ISAS mantienen un modesto pero interesante programa de sondas planetarias. Además de la Hayabusa 2, actualmente camino del asteroide Ryugu, JAXA tiene planes para lanzar a lo largo de los próximos años la sonda lunar SLIM, la misión MMX de retorno de muestras de Fobos y, más adelante, una vela solar que debe recuperar muestras de asteroides troyanos en órbita de Júpiter. A estos proyectos debemos sumarles los planes de exploración de Marte, como el rover MELOS, aunque lamentablemente estos siguen acumulando retraso tras retraso. No obstante, una propuesta que ha pasado bastante desapercibida es DESTINY PLUS (o DESTINY+), una sonda de propulsión iónica que se enmarca dentro del programa de misiones pequeñas —y baratas— que pueden ser lanzadas con el nuevo cohete japonés Epsilon.

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Sonda DESTINY para estudio del asteroide Faetón (aquí con el diseño de 2013)(JAXA).

El objetivo de DESTINY PLUS es sobrevolar 3200 Faetón, un asteroide cercano potencialmente peligroso para la Tierra (PHA), así como probar tecnologías claves para el vuelo interplanetario. DESTINY fue originalmente propuesta en 2013 para ser lanzada en 2018, pero no pasó el corte final. Ahora JAXA e ISAS han renovado el proyecto, que se conoce como DESTINY PLUS. Y, por cierto, todos sabemos que los acrónimos en astronáutica son un verdadero arte, pero JAXA ha llevado este asunto hasta el siguiente nivel de sofisticación, ya que el nombre de la sonda significa nada más y nada menos que Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage, Phaethon fLyby with reUSable probe.

El estudio de un asteroide cercano no parece especialmente impresionante, hasta que nos damos cuenta de dos cosas. Primero, que la masa de DESTINY+ al lanzamiento será de tan solo 440 kg y, segundo, que Faetón posee una órbita inusualmente elíptica más propia de un cometa de periodo corto que de un asteroide (recordemos que, en realidad, no existe ninguna frontera definida entre cometas y asteroides, ni desde el punto de vista científico ni por definición). Este asteroide-cometa, miembro de la familia Apolo, tiene un diámetro de unos cinco kilómetros y se acerca al Sol a una distancia de 21 millones de kilómetros, pero se aleja hasta los 360 millones de kilómetros, más allá de la órbita de Marte.

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Órbita de Faetón (Sky and Telescope).

Faetón tiene una órbita muy excéntrica (e = 0,89) y, por si fuera poco, su inclinación con respecto a la eclíptica es de 22º. Es decir, cualquiera que haya jugado un poco al Kerbal Space Program sabrá que es un objeto muy difícil de alcanzar para una misión espacial. No obstante, DESTINY+ no se colocará en la órbita de Faetón, sino que lo interceptará a gran velocidad desde una órbita solar ligeramente elíptica. El interés de Faetón reside en que se caracteriza por dejar un importante rastro de escombros en su órbita. Cuando la Tierra cruza la órbita de Faetón cada diciembre parte de estas partículas entran en la atmósfera terrestre a gran velocidad, generando la famosa lluvia de meteoros de las Gemínidas. Por este motivo DESTINY+ nos ofrece la posibilidad de estudiar de primera mano cómo se generan los enjambres de partículas que dan lugar a muchas de las lluvias de meteoros.

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Modelo de Faetón en base a las observaciones desde tierra (JAXA).

DESTINY+ se aprovechará de la experiencia en propulsión iónica de la JAXA y usará cuatro motores iónicos con un empuje de 10 micronewtons cada uno que se alimentarán a partir de 60 kg de xenón (originalmente debían haber sido motores con el doble de empuje). La sonda tendrá unas dimensiones de 0,95 x 1,65 metros y dos grandes paneles solares de nueva generación extremadamente ligeros y flexibles que, una vez desplegados, alcanzarán los 12,6 metros y proporcionarán un mínimo de 2,3 kilovatios. Llegar a Faetón con una sonda tan pequeña no será fácil. La nave despegará en 2022 mediante un vector Epsilon y se situará en una órbita inicial de 230 x 53.000 kilómetros alrededor de la Tierra. La curiosidad es que usará su sistema de propulsión iónico para elevar esta órbita progresivamente durante un periodo de entre seis meses y dos años hasta alcanzar una trayectoria que le permitirá sobrevolar la Luna. Tras pasar por nuestro satélite se dirigirá al punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol (ESL-2), desde donde pondrá rumbo a Faetón. Esta compleja trayectoria permitirá aprovechar al máximo la eficiencia de la propulsión iónica.

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Diseño de DESTINY de 2013 (JAXA).
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Diseño actual de DESTINY+ con la minisonda PROCYON Mini (JAXA).
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Características de la sonda DESTINY+ (JAXA).
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Órbitas iniciales de la misión (JAXA).
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Otra vista de las órbitas iniciales (JAXA).
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Órbitas de la Tierra, Faetón y DESTINY+ (JAXA).

Como hemos señalado, alcanzar la órbita de Faetón sería prohibitivo en términos de Delta-V incluso para una misión de gran envergadura. DESTINY+ se colocará en una órbita solar de 0,83 x 1,16 unidades astronómicas (UA), es decir, una órbita muy similar a la de nuestro planeta. La sonda sobrevolará Faetón y lo estudiará con ayuda de dos cámaras, TCAP (DESTINY telescopic camera, con una resolución máxima de 5 metros por píxel ) y DCAP (DESTINY multiband camera), y el instrumento para analizar el polvo DDA (Destiny Dust Analyzer) (no olvidemos que Faetón es el ‘padre’ de las Gemínidas). Durante el encuentro, que tendrá lugar a una velocidad relativa de 25 km/s, DESTINY+ probará otra de las tecnologías claves de la misión, que es el sistema de navegación autónomo. Pero la sonda no se limitará a sobrevolar el asteroide, sino que desplegará una pequeña subsonda denominada PROCYON Mini (PRoximate Object Close flYby with Optical Navigation), basada en el satélite PROCYON que fue lanzado junto con Hayabusa 2.

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Fases del encuentro con Faetón y despliegue de PROCYON Mini (JAXA).
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Sonda PROCYON Mini (JAXA).
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Encuentro de PROCYON con Faetón (JAXA).

PROCYON Mini es un pequeño cubesat (6U-8U) de unos 15 kg que se separará una semana antes del encuentro y se acercará más a Faetón (hasta 50-100 kilómetros) para obtener imágenes con mayor resolución y analizar el polvo. Además, y esto es la novedad, luego se volverá a acoplar con DESTINY+ para proseguir, con suerte y fondos adicionales, hasta otro asteroide. El objetivo científico más importante de ambas naves será averiguar el mecanismo preciso de eyección de polvo desde la superficie de los asteroides, un mecanismo que por el momento desconocemos (en el caso de los cometas activos o semiactivos este mecanismo es más sencillo de entender).

En el caso de que DESTINY+ sea aprobada tendremos la oportunidad de estudiar de cerca cómo nacen las estrellas fugaces. Un objetivo científico romántico como pocos.

Referencias:

  • http://destiny.isas.jaxa.jp/

18 Comentarios

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JavierJavier

Es una vergüenza el dinero que recibe la ESA. Los japoneses, de forma casi independiente haciendo este tipo de misiones mientras que la ESA está con una mano delante y otra detrás.

Jordi G.Jordi G.

Quieres decir, haciendo “sólo” misiones como Mars Express, Venus Express, Rosetta, Gaia, LISA Pathfinder, …

OctogenarioOctogenario

Ojalá les salga bien a los japoneses y sea la primera de una buena racha de éxitos.

Se lo merecen.

Fernando GeneraleFernando Generale

Ya me gustaría que las principales agencias espaciales de Hispanoamérica colaboran para lanzar una sonda espacial similar pero ala Luna 😉

Raúl NaranjoRaúl Naranjo

Uuf. Parece interesante la misión. Sería emocionante ver a Japón lanzar cohetes por si mismo.

También molaría ver para 2026-2027 evolucionar ya los verdaderos motores y cohetes para ir a Marte o la Luna.

Hilario GómezHilario Gómez

Madre mía… Japón lleva lanzando cohetes «por sí mismo» desde los años 70 del siglo XX. Tenía DOS agencias, la ISAS para misiones científicas que usaba lanzadores de la serie Mu de combustible sólido derivados de cohetes sonda (como el que lanzó la sonda que enviaron al Halley a mediados de los 80), y del que el Epsilon es su heredero, y la NASDA, encargada de las misiones de satélites de telecomunicaciones, que usó cohetes estadounidenses construidos y modificados en Japón hasta el desarrollo propio de los cohetes H del que el último es el H-2A. En 2003 ambas agencias se fundieron en la JAXA.

Jorge m.g.Jorge m.g.

Raúl Japón hace años que ya lanza sus propias misiones y sus cohetes, en que mundo vives?
Saludos jorge m. g.

ErickErick

Otro ejemplo más de superación y de un ambicioso y efectivo programa espacial que tiene Japón…ojalá que Rusia, en la próxima década tome ejemplo, y empiece a invertir más en misiones científicas, que tienen un déficit importante…también la ESA con un presupuesto mayor podría hacer más de lo actualmente hace…

Si todo va bien, la próxima década con Rusia, Japón, Europa, India y China ampliando sus programas científicas podemos ver grandes y variadas misiones para descubrir nuestro sistema solar…más por supuesto la NASA, que siguen siendo los punteros…

PacoPaco

Rusia lucha en otra liga.

En la liga de mantener su industria aeroespacial a flote. No está para “tirar” dinero en satélites cientíticos. Necesitan ganar dinero.

David Domínguez ZamilpaDavid Domínguez Zamilpa

Aproxidamente en un siglo, hasta el presente, Japón evoluciona de una fase de industrialismo y aún bélico, a una fase pacífica de desarrollo altamente tecnologico-digital de varias ingenierías como las de quimica, mecánica aeronáutica espaciales, y que brindan este gran programa espacial del este meteorito Faetón, que generará conocimientos impoftantes acerca de su comportamiento propio como el de su interacción con La Tierra. Deseo que México pudiese contribuir a estas áreas.

AlcalinoAlcalino

Voy a ser cincero, pero viniendo de la JAXA sera un milagro que no se desintegre en espacio profundo, bueno al menos su mision lo indica, probar los viajes interplanetarios.

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