El primer globo en otro mundo

A lo largo del más de medio siglo que ha transcurrido desde el comienzo de la Era Espacial hemos mandado todo tipo de sondas a otros planetas, incluyendo robots que se han desplazado por la superficie de la Luna o Marte. Pero, ¿qué hay de los globos? Al fin y al cabo, los aerostatos son un magnífico medio para estudiar los mundos con atmósfera. Entonces, ¿cuándo enviaremos uno a explorar otros planetas? La respuesta es que ya lo hemos hecho. Hace 26 años dos globos soviéticos recorrieron la atmósfera de Venus.


Los primeros globos espaciales surcaron la atmósfera de Venus hace 26 años (NPO Lávochkin/Novosti Kosmonavtiki).

En 1967, la sonda Venera 4 fue la primera misión espacial que transmitió datos de la atmósfera venusina. Contrariamente a lo que se esperaba, el «planeta gemelo» resultó ser un lugar inhóspito, sin rastro de los idílicos pantanos con dinosaurios remolones que imaginaban los astrónomos de principios del siglo XX. Porque Venus es en realidad el lugar más parecido al infierno bíblico que conocemos. Un desierto volcánico con unas temperaturas superficiales que rondan los 500º C, todo ello aderezado con una aplastante presión de 90 atmósferas y nubes de ácido sulfúrico. Curiosamente, estas infames condiciones no provocaron que decayese el interés en su exploración, todo lo contrario. La atmósfera de Venus encerraba un enorme misterio, un enigma que recibe el nombre de superrotación. Mientras que el planeta tarda en girar nada más y nada menos que 243 días, su atmósfera lo hace en sólo cuatro días, fenómeno que genera vientos con velocidades superiores a los 360 km/h. Nadie sabía por qué se producía este extraño fenómeno y averiguarlo parecía una misión perfecta para un aerostato.



Las características de la atmósfera de Venus (ESA).

Así pues, tras el éxito de la Venera 4 la oficina de diseño NPO Lávochkin estudió un proyecto para mandar una sonda de tres toneladas a Venus. Además de una estación de superficie, la sonda debía contar con un globo de helio de 5 kg que estudiaría las regiones altas de la atmósfera. El rango de alturas que puede estudiar un aerostato venusino depende de las limitaciones de la carga útil disponible. A mayor altura, el aparato debe soportar menos presión, pero a cambio se hace necesario reforzar la estructura del globo para contrarrestar el aumento en la diferencia de presión con el exterior y evitar que reviente. A una altura inferior, el globo podría ser más ligero, pero sin embargo hay que protegerlo de las elevadas presiones y temperaturas, lo que conlleva un aumento de la masa del aparato. Por lo tanto, la altura idónea resulta de hallar el punto de equilibrio entre estos dos requisitos contradictorios.

Lamentablemente, este proyecto no llegaría muy lejos. El propio ingeniero jefe de NPO Lávochkin, Georgi Babakin, decidiría postergarlo para cuando se pudieran recabar más datos sobre nuestro planeta vecino. Pasaría una década antes de que la idea de explorar Venus mediante globos volviese a tomar fuerza. En agosto de 1977 se propuso la misión 5V para estudiar la atmósfera venusina. Las naves 5V serían las primeras de la serie UMVL («Serie Universal Marte-Venus-Luna») y estarían divididas en dos partes: un gran globo de 210-250 kg con un diámetro de nueve metros que recibió la denominación de PAS (Плавающая Аэростатная Станция, «Estación Aerostática Flotante») y un orbitador. Esta nave debía ser lanzada en 1983 ó 1985. Su objetivo era flotar durante dos o cinco días a 55-58 km de altura, donde se encuentra situada la primera capa nubosa. Los datos serían transmitidos a la Tierra mediante el orbitador situado en una órbita altamente elíptica.

Paralelamente a la misión 5V y el globo PAS, entre 1978 y 1979 se llevaron a cabo numerosos contactos entre Francia y la URSS para realizar una misión conjunta a Venus usando globos. Francia quería utilizar la experiencia adquirida en el programa Eole, durante el cual se lanzaron numerosos aerostatos estratosféricos en colaboración con la NASA. Fruto de estas conversaciones nacería la misión Eos, acrónimo de Eole y Eósforos («el portador de la aurora» o Lucifer, uno de los nombres de Venus en el mundo clásico). En realidad, los franceses ya habían propuesto una misión venusina con aerostatos en una fecha tan temprana como 1967, pero el proyecto no pasaría de la etapa de concepto preliminar.

Aunque los franceses flirtearon con la idea de lanzar su propia nave con los globos, la propuesta franco-soviética definitiva sería más pragmática. Francia diseñaría los aerostatos, mientras que la Unión Soviética fabricaría todo lo demás, de forma muy similar al proyecto 5V/PAS original. A finales de los 70 el proyecto Eos/5V se hace más ambicioso y contempla el envío de cuatro naves: dos orbitadores (5VS) -que despegarían antes- y dos sondas para sobrevolar el cometa Halley que debían soltar una cápsula con los globos al pasar por Venus para realizar una maniobra de asistencia gravitatoria (5VP). Para entonces el estudio del cometa Halley se había convertido en una de las prioridades del programa espacial soviético.

Desgraciadamente, como suele suceder en todo proyecto espacial, la realidad se acabaría por imponer y el proyecto 5V original sería pospuesto indefinidamente por motivos presupuestarios. NPO Lávochkin decidiría entonces integrar los globos franceses con las sondas Venera de tipo 4V-1, más pequeñas, pero cuyas misiones estaban resultando un gran éxito. Del mismo modo, se decidió eliminar los orbitadores. La nueva misión nacería en 1980 y sería denominada VeGA ( ВеГа, Венера-Галлей, «Venus-Halley»). Consistiría en dos naves 5VK (una modificación de las 4V-1), cada una de ellas con un aterrizador y un globo francés suministrado por el CNES. No obstante, Francia se retiraría poco después del proyecto, por lo que NPO Lávochkin decidió seguir adelante y construir los globos por su cuenta. Debido a la geometría del sobrevuelo de Venus por parte de las dos naves Vega, las sondas de superficie tomarían tierra en el lado nocturno del planeta, lo que impediría la obtención de fotografías. A cambio, esta circunstancia permitiría aumentar la vida útil de los globos al postergar hasta el amanecer el filtrado del helio. Y es que debido al aumento de la presión interna durante el día, los globos perderían poco a poco su helio de a través de la tela, lo que limitaba su vida útil de forma considerable.




Sonda Vega (NPO Lavochkin).



Sonda de aterrizaje venusina Vega (NPO Lavochkin).


Trayectoria de las sondas Vega (Novosti Kosmonavtiki).

Los globos recibirían el nombre de Estaciones Aerostáticas (AS, Аэростатные Станции) y su masa sería de 21 kg (20,82 para el VeGa 1 y 21,11 para el VeGa 2), de los cuales 6,7 kg correspondían a la góndola y 2 kg al helio, más 12 kg del globo y los cables. Aunque en un principio se pensó delegar su construcción a la oficina de diseño Dolgoprudeski -especializada en aerostatos-, finalmente sería NPO Lávochkin la encargada de diseñar todos los aspectos de las AS. La góndola y el globo desinflado estarían instalados en una sección toroidal de la sonda de aterrizaje y, además, cada estación incluía un paracaídas de 35 metros cuadrados para frenar el descenso y permitir el inflado antes de que el vehículo chocase con el suelo. El globo propiamente dicho tenía un diámetro de 3,54 metros y estaba fabricado con una tela recubierta de teflón transparente a las ondas de radio. Debajo de él colgaba a 13 metros la góndola, formada por tres módulos colocados en vertical unidos por cables flexibles, alcanzando una longitud de un metro y un diámetro de 13 cm. El primer módulo consistía en una antena helicoidal de baja ganancia de 37 cm de longitud y 0,5 kg que emitía una señal en una longitud de onda de 18 cm con una potencia de sólo 4,5 W, más que suficiente para ser captada por los grandes radiotelescopios terrestres. A continuación se encontraba un bloque con el sistema de radio y los instrumentos científicos, consistentes en un termómetro (con un rango de 0º-70º C), un anemómetro (con una precisión de 0,1 m/s y un peso de 100 g), un barómetro (con una precisión de 0,1% y un rango de 0,2-1,5 atm), un sensor francés para medir el tamaño de las partículas de la capa nubosa y un detector de relámpagos. El último módulo lo formaban las baterías, de 1 kg y 250 Whr, que proporcionaban electricidad durante unas 46-52 horas.




Esquema de la góndola con los instrumentos (Novosti Kosmonavtiki/NPO Lávochkin/AAS).


Contenedor del globo con el paracaídas (NPO Lávochkin/Novosti Kosmonavtiki).



Localización del contenedor con el globo en la parte superior de la sonda de aterrizaje (NPO Lavochkin/Novosti Kosmonavtiki).

Las sondas VeGA 1 y VeGa 2 serían lanzadas el 15 y el 21 de diciembre de 1984 mediante sendos cohetes Protón. El 9 de junio de 1985, la cápsula de la VeGa 1 se separó del bus orbital. Era el momento de la verdad. Mientras la nave continuaría rumbo hacia el cometa Halley, la cápsula entró en la atmósfera de Venus el día 11 de junio a unos 10 km/s. La sonda se vio sometida repentinamente a una tremenda deceleración de 400 g, pero la soportó sin problemas. Por fin, el globo se separó de la sonda de aterrizaje a los 62 km de altura mientras descendía a 180 km/h. El paracaídas se abriría poco después, a los 57 km, frenando el vehículo hasta los 8 m/s. Entonces el aerostato se separó y comenzó el proceso de inflado mientras continuaba descendiendo. Una vez llegados a los 50 km de altura, la temperatura empezó a subir peligrosamente hasta alcanzar los 60º C. Si seguía descendiendo, el aparato resultaría destruido. Justo entonces, el globo ya inflado comenzaría a elevarse hasta llegar a la altura de crucero, unos 54 km. Allí disfrutaría de unos confortables 30º C, algo paradójico si tenemos en cuenta que en esos mismos instantes la sonda de aterrizaje se estaba cociendo lentamente a 500º C. En total no habían transcurrido más de 25 minutos desde que la sonda entró en la atmósfera desde el espacio a toda velocidad. El globo de la VeGa 2 realizaría la misma hazaña el 15 de junio de 1985.


Lanzamiento de una sonda Vega en diciembre de 1984 (NPO Lavochkin).



Fases del descenso en la atmósfera venusina (NPO Lavochkin).

Por supuesto, la góndola estaba cubierta con una pintura especial para protegerla de la acción del ácido sulfúrico de las corrosivas nubes venusinas. La modulación de la señal de radio permitió que los radiotelescopios terrestres pudiesen localizar la posición de los globos con un error de sólo 10 km (y 3 km/h en la velocidad), un logro impactante si tenemos en cuenta que en esos momentos Venus se hallaba a 100 millones de kilómetros de la Tierra. Seis radiotelescopios soviéticos (Yevpatoria, Simeis, Medvezhkie Ozyora, Usuriysk, Puschino y Ulan Ude, tres de los cuales debutaban en esta misión), así como varias antenas en Canadá, Brasil, Sudáfrica, Alemania, Reino Unido (Jodrell Bank) y Suecia seguirían las andanzas de los dos aerostatos.

Cada 75 segundos, la sonda almacenaba los datos de los instrumentos en una pequeña memoria de 1 Kb y, en intervalos de media hora, enviaban a la Tierra esta preciosa información en sesiones de cinco minutos (a una velocidad de transmisión de 4 bps). Además dedicaban otros cinco minutos a enviar las señales interferómétricas con el fin de determinar su posición. Tras las primeras diez horas, el número de sesiones de comunicación se reduciría a la mitad. Los dos aerostatos sobrevivirían un total de 46 horas y 30 minutos, aportando importantes datos para comprender la compleja dinámica de la atmósfera de Venus. Hasta la fecha de hoy, siguen siendo los únicos globos que han volado en otro mundo.



Maquetas de los globos venusinos (NPO Lavochkin).



17 Comentarios

  1. Hola:

    Estupendo post sobre los globos de los Vega, pero esto parece una película de suspense…¿dónde están los datos? ¡¡datos, datos, necesito datos!!

  2. Estupenda entrada, tengo una pregunta, no tengo muchos conocimientos sobre el tema, por eso siempre tuve la duda si es posible un globo funcionando en Marte (me refiero por la poca densidad de la atmósfera), es posible?.

  3. Hola Daniel, que buena entrada! Te felicito. Me encanta Venus y todo sobre él por su puesto. No sabía nada de los globos, ni de las idas y vueltas de tan complejo proyecto. Me encantó leerlo. Pregunta: si el Venera 13 si llevo una cámara de fotos, porque no hay tan buenas fotos, del descenso al menos?

    Saludos,
    Gaston

  4. Cómo se nota que fueron los rusos. Si hubieran sido los americanos, esto lo sabría hasta mi madre, y en cambio de esto me acabo de enterar.
    La verdad es que, salvo las sondas hacia los planetas exteriores y la misión Apolo, Rusia le da cien patadas a la NASA.

  5. Una entrada, en mi opinión, muy bonita… Contada de una forma genial. Aún hoy sigo sintiendo que aquella época fue grande tecnológicamente hablando y con un tinte de romanticismo, al menos yo la sigo viendo así.

    Un saludo

  6. Lastima por las nubes de ácido sulfurico, porque sino hubiera sido la unica sonda en estar en el UNICO LUGAR FUERA DE LA TIERRA POSIBLE O CONOCIDO con unas condiciones de TEMPERATURA y PRESION parecidas a la tierra. Es decir para que una persona con solo una MASCARA TIPO PILOTO DE AVION para poder repirar estubiera en la barquilla del globo

  7. Hola Raven:

    Pues claro que fue grande. Como que fueron los primeros y hasta el momento, los únicos, en hacerlo. En Marte fue donde se quemaron los rusos, perdiendo todas sus sondas.

    Los USA tuvieron mejor suerte y supieron sacarle mucho jugo a las Mariner y sobre todo a las Viking. También supieron darle más «glamour» a sus misiones. Fijaos en que, aún hoy, cualquiera reconoce las fotografías de las Viking o las de las Voyager. En cambio hay gente que no sabe que la superficie de Venus ha sido fotografiada.

  8. De aquella los soviéticos mandaban sondas a Venus como quien se corta el pelo. Hoy en dia una misión semejante seria impracticablemente cara de realizar. Está claro que vamos hacia atrás…
    Yo nací en un mundo en el que se podia cruzar el Atlántico en 3 horas a bordo de un avion supersónico. Ya nada queda de eso.

  9. Estupendo post de unos tiempos en los que no se miraba tanto como hoy «la pela». ¿Sería posible encontrar algún mapa de la trayectoria que siguieron los globos ?¿y de sus subidas y bajadas?
    Gracias.

  10. Me encantó el artículo. Es estupendo que desemplves estas gestas de la (¿ya pasada?) era espacial, gestas que por vivir sus autores muy lejos de Hollywood nos son poco conocidas en este mundo del nuevo orden mundial o de la restauración liberal.

    Una pregunta surge en mi cerebrito al leer este artículo ¿Sería posible poner globos sondas en las atmósferas de los gigantes gaseosos? Sería una manera estupenda de salir de dudas sobre si en Júpiter hay agua o no y para conocer esos alucinantes ambientes atmosféricos.

  11. @Carlos: gracias.

    @Iñaki: sería posible, pero complejo, ya que las atmósferas de los planetas gigantes están compuestas mayoritariamente por hidrógeno. Un globo de helio no serviría de mucho, así que habría que calentar los gases.

    Saludos.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 1 marzo, 2011
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Historias de la Cosmonáutica • Rusia • sondasesp • Venus