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Martes, 21 mayo 2013
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (96): ADE (Air Density Explorer)

ADE (Air Density Explorer)

Satélite; País: EEUU; Nombre nativo: Air Density Explorer

Durante la primera fase de la era espacial, los científicos prestaron especial atención a la utilización de esta atalaya para conocer mejor a nuestro planeta. Entre las numerosas misiones que se planearon, el estudio de la atmósfera a gran altitud fue uno los objetivos más interesantes y al mismo tiempo más al alcance de los aún primitivos experimentos que podían embarcarse a bordo de los primeros satélites artificiales.

Una de las características de la atmósfera, su densidad, podía medirse a través de la influencia que las capas enrarecidas a gran altitud ejercían sobre los satélites, frenándolos y por tanto modificando la altitud de su órbita. Para medir mejor dicha influencia se utilizarían satélites esféricos y de cierto tamaño, en realidad globos inflables de aerodinámica bien conocida, que gracias a su bajo peso podrían enviarse al espacio de forma relativamente sencilla.

La NASA inició una pequeña serie de satélites para esta tarea, a la que bautizó con la designación S56, y que incluyó en la gran familia Explorer, el principal programa satelital científico de la agencia. Los S56 tendrían un diámetro de 3,66 metros y pesarían 36 Kg o más dependiendo del mecanismo de inflado. Construidos por la empresa G.T. Schjeldahl y gestionados por el Langley Research Center y el Goddard Space Flight Center, tendrían como objetivo principal determinar la densidad atmosférica mediante la medición de la resistencia del aire. Su diseño era básicamente el mismo que el del satélite Beacon, preparado con anterioridad a la creación de la NASA, y utilizado para los mismos objetivos. Las dos misiones de este vehículo, sin embargo, fallaron debido a sus cohetes lanzadores, y la NASA decidió reemprender este tipo de estudios.

[Img #13647]El S56 sería pues un globo pasivo, con sólo una baliza para facilitar la determinación de su posición, alimentada por unas baterías recargables unidas a células solares. La superficie del globo, que se hinchaba automáticamente desde el interior de su contenedor metálico unido a una botella de nitrógeno gaseoso, estaba formada por varias capas de aluminio y película Mylar (que servía de antena). Para combatir la tensión térmica, utilizaba un patrón formado por puntos blancos de 5 cm de diámetro, distribuidos por toda su superficie.

El lanzamiento del primer S56 serviría, además, para proveer de una carga útil a la primera misión orbital del nuevo cohete Scout, compuesto sólo por motores de propergoles sólidos. El Scout debía sustituir a los obsoletos Juno-I y Juno-II, y la NASA lo utilizaría básicamente para vuelos científicos de bajo peso.

El primer S56 fue lanzado el 4 de diciembre de 1960 desde Wallops, pero su cohete (Scout X-1 ST-3) no consiguió colocarlo en órbita cuando el motor de su segunda etapa no llegó a encenderse, provocando su caída en el Atlántico.

En cambio, el segundo S56, llamado S56a, sí consiguió alcanzar la velocidad orbital. Despegó el 16 de febrero de 1961, desde Wallops, mediante otro Scout X-1, y una vez en el espacio recibió el nombre oficial de Explorer-9. Fue colocado en una órbita elíptica de 634 por 2.583 Km. Sin embargo, su baliza no se activó y los científicos del programa tuvieron que seguirlo de forma visual, mediante telescopios y cámaras potentes. Su uso se prolongó durante meses, hasta que, afectado por el rozamiento atmosférico, acabó reentrando el 9 de abril de 1964.

[Img #13648]El programa continuaría adelante con nuevos lanzamientos, con la idea de tener a varios objetos en órbita que permitieran obtener mediciones de la densidad atmosférica de forma simultánea y a diferentes altitudes. El S56b sería básicamente idéntico a su antecesor y despegó a bordo de un Scout X-4 el 19 de diciembre de 1963. No obstante, partió desde la costa oeste (Vandenberg), para alcanzar una inclinación orbital algo mayor que el S56a. Su ascenso pareció normal, pero su apogeo resultó algo inferior a lo esperado. De todos modos, fue bautizado como Explorer-19. Como el Explorer-9, tuvo que ser seguido de forma visual, pues su baliza no transmitiría señales con la suficiente potencia como para ser oídas desde las estaciones terrestres. El globo había sido equipado con baterías recargables y pesó 43 Kg (contando el dispositivo de inflado). Reentró el 10 de mayo de 1981.

El Explorer-19 inauguró una nueva nomenclatura para este tipo de satélites. Su misión fue llamada AD-A (Air Density-A), o Air Density-2, ya que se tuvo en cuenta a su antecesor, el Explorer-9. Por tanto, el siguiente miembro de la familia sería el S56c o AD-B, que sería lanzado en un cohete Scout X-4 el 21 de noviembre de 1964, desde la base californiana de Vandenberg. En esta ocasión, el que sería bautizado como Explorer-24 al alcanzar el espacio fue acompañado por un satélite secundario llamado Injun-4 (Explorer-25), dedicado a estudios de radiación.

El Explorer-24 sí activó con éxito su baliza y llevó a término su misión en la órbita prevista desde el primer momento. El hecho de que evolucionara en las cercanías del Explorer-25 permitió correlacionar la densidad atmosférica y la radiación con la altitud. Además, se pudieron estudiar los efectos del Sol sobre la atmósfera en 1968, en su retorno al período de máxima actividad, en las zonas polares. Y en efecto, el máximo solar resultó estar propiciando la expansión de la capa de aire que rodea a la Tierra. El S56c acabó reentrando el 18 de octubre de 1968.

[Img #13649]La misma táctica se utilizó en la siguiente oportunidad. El AD-C (se había abandonado la vieja nomenclatura S56) despegó a  bordo de un Scout-B el 8 de agosto de 1968, desde Vandenberg, y lo hizo junto al Injun-5. Una vez en el espacio, ambos fueron renombrados como Explorer-39 y 40, respectivamente. El AD-C era igual a su antecesor, centrándose su trabajo de nuevo sobre las regiones polares, gracias a la órbita proporcionada por su lanzador. Se estudiaría la relación radiación-densidad atmosférica sobre dichas zonas, todo ello durante el máximo solar. La baliza del Explorer-39 funcionó bien, hasta que se apagó en junio de 1971. Desde ese momento, el satélite continuó siendo vigilado con métodos visuales hasta que reentró, el 22 de junio de 1981.

La NASA regresó al uso de satélites “globo” para estudios de la densidad atmosférica, en el programa Explorer, con los Dual Air Density Explorer. En esencia, se trataba de un nuevo lanzamiento de un satélite inflable de 3,66 metros de diámetro, pero esta vez iría acompañado por otro ingenio esférico de tan sólo 0,76 metros. Debido a la característica dual de la misión, la NASA los llamó Dual Air Density Explorer, siendo el mayor el DAD-B y el menor el DAD-A. El objetivo principal sería estudiar la estructura vertical de la atmósfera superior, así como de la exosfera inferior, en función de la latitud, estación y hora local solar. Para ello, el DAD-B obtendría información de la densidad en base al rozamiento durante los pasos por el perigeo. Pesaría 35,8 Kg y además de la baliza transportaría un espectrómetro de masas magnético para analizar la composición de la atmósfera. Por su parte, el DAD-A, cuya estructura era rígida, debía operar en una órbita coplanar y obtener datos parecidos.

Sin embargo, durante el lanzamiento el 6 de diciembre de 1975, su cohete Scout F-1 experimentó un fallo determinante en su tercera y cuarta etapas y no consiguió alcanzar el espacio, perdiéndose la misión. Si hubiera tenido éxito, los DAD-A y B hubieran sido bautizados como Explorer-56 y 57. En el futuro ningún otro satélite recibiría oficialmente esta numeración, pues la NASA la abandonó, limitándose a llamar a sus satélites Explorer de forma única.

Nombres

Lanzamiento

Hora (UTC)

Cohete

Polígono

Identificación

Explorer S56

4 de diciembre de 1960

21:14

Scout X-1 (ST-3)

Wallops I. LA3

-

Explorer-9 (S56a)

16 de febrero de 1961

13:05

Scout X-1 (ST-4)

Wallops I. LA3

1961-Delta 1

Explorer-19 (S56b) (AD-A)

19 de diciembre de 1963

18:49:25

Scout X-4 (S122E)

Vandenberg LC-D

1963-53A

Explorer-24 (S56c) (AD-B)

21 de noviembre de 1964

17:09:39

Scout X-4 (S135R)

Vandenberg LC-D

1964-76A

Explorer-39 (AD-C)

8 de agosto de 1968

20:12:00

Scout B (S165C)

Vandenberg SLC-5

1968-66A

Explorer DAD-A

6 de diciembre de 1975

03:35:01

Scout F-1 (S196C)

Vandenberg SLC-5

-

Explorer DAD-B

6 de diciembre de 1975

03:35:01

Scout F-1 (S196C)

Vandenberg SLC-5

-







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