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Jueves, 27 marzo 2014
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (290): Timation

Timation

Satélite; País: EEUU; Nombre nativo: Time Navigation

Hacia 1964, la US Navy, que ya tenía en marcha el programa de navegación Transit, empezó a estudiar la posibilidad de diseñar un sistema aún más preciso, empleando una metodología ideada en los años 40 y que ya se usaba en tierra.

Los satélites que formarían el segmento orbital estarían equipados con un reloj ultrapreciso, sincronizado con los demás pertenecientes a una red. Cada vehículo emitiría una señal que transmitiría la hora en que fue generada, así como datos de la posición orbital del satélite en ese mismo instante. El receptor en tierra recibiría dicha señal y podría comparar su hora de salida (insertada en ella) con la de recepción. Conociendo la velocidad de la luz (es decir, de las ondas electromagnéticas), sería fácil entonces calcular la distancia con respecto al satélite.

Lo más interesante del sistema sería que el satélite enviaría constantemente señales horarias y de posición, de modo que sería posible determinar también de forma continua la distancia con respecto a él (y no una vez cada hora o más, como en el caso de los Transit).

Además, con una constelación de suficientes satélites, situados éstos en diferentes órbitas, y por tanto en distintos lugares del cielo, el receptor podría triangular la posición del usuario con una precisión de al menos 100 metros. Es decir, se obtendría información constantemente actualizada de velocidad, tiempo y coordenadas tridimensionales (longitud, latitud y altitud) en cualquier lugar del mundo.

[Img #19007]
Este método, que se convertirá en la base del futuro GPS (Global Positioning System), será sin embargo, en la práctica, mucho más complicado de lo que parece. Para empezar, el reloj orbital de cada satélite tendría que tener una precisión 100 veces mejor que la de los osciladores empleados en los Transit. Eso obligaría a utilizar osciladores mucho mejores que los disponibles, o incluso relojes atómicos, cuya tecnología aún estaba poco avanzada para un equipo que debería permanecer en órbita. Por otro lado, un reloj atómico en el espacio no avanzaría al mismo ritmo que otro situado en tierra, debido a efectos relativistas. Por eso, sería necesario un centro de control que no sólo cuidase de la salud de la constelación de satélites, sino que mantuviese además a todos los componentes sincronizados entre sí.

Por tanto, el primer paso debería ser la puesta en marcha de un programa que permitiera probar diferentes relojes en órbita. El Naval Center for Space Technology del Naval Research Laboratory recibió el encargo de poner en pie este programa, al que llamarían Timation (Time Navigation). Su primer satélite, el Timation-1, fue lanzado el 31 de mayo de 1967, junto a otros satélites militares, y situado en una órbita circular de 915 por 926 Km, inclinada unos 70 grados respecto al ecuador.

[Img #19008]El satélite tenía el aspecto de una caja cubierta de células solares, de 0,81 metros de largo, 0,41 metros de ancho, 0,20 metros de alto, y 39 Kg de peso. Se estabilizaba por gradiente gravitatorio. Su única carga era un oscilador de cristal de cuarzo y un transmisor de 400 MHz, que consumía menos de los 6 vatios producidos por las células fotovoltaicas. Este equipo fue empleado durante varios días, y demostró ser más estable que los empleados en los Transit. Sin embargo, aún era algo primitivo y su precisión en la información de navegación se veía limitada a varios cientos de metros. También se detectaron oscilaciones de su frecuencia debido a la radiación espacial. Ante la ausencia de varios satélites que emplearan este mismo método, las pruebas se hicieron necesariamente mediante repetidas mediciones con el Timation-1, limitando los resultados.

El reloj fue mejorado sustancialmente durante los próximos dos años, y el 30 de septiembre de 1967 volaba el Timation-2, el cual incorporó una cierta protección contra la radiación espacial, siendo el oscilador tres veces más estable que su antecesor. Por otro lado, el transmisor emplearía dos frecuencias, 150 y 400 MHz, todo lo cual redundaría en una mucho mejor precisión de navegación (100 metros). El satélite, de 57 Kg, operó desde una órbita de 906 por 940 Km, y era algo más grande que el Timation-1. Se empleó para las pruebas de navegación, pero dado que su oscilador era el más estable disponible en el espacio, sus señales se usaron asimismo para tareas de sincronización de relojes nacionales en tierra. El único problema experimentado fue el de la radiación espacial, que seguía afectando a las frecuencias generadas, haciéndolas fluctuar. En 1972 se averiguó que la protección instalada en el satélite era efectiva frente a los electrones, pero la radiación que realmente afectaba a los equipos eran los protones.

Ello se tuvo en cuenta durante el diseño del siguiente Timation, pero éste ya no volaría con este nombre, no al menos únicamente, ya que el programa fue fusionado con otro que estaba llevando a cabo la US Air Force. Los próximos satélites para ensayar las nuevas técnicas de navegación se llamarían NTS (Navigation Technology Satellite).

Nombres

Lanzamiento

Hora (UTC)

Cohete

Polígono

Identificación

Timation-1

31 de mayo de 1967

09:30:48

Thor-443 SLV-2 Agena-D

Vandenberg SLC2W

1967-53E

Timation-2

30 de septiembre de 1969

13:40

Thorad-525 SLV-2G Agena-D

Vandenberg SLC1W

1969-82C









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