La sonda Lucy asaltará su primer asteroide en 2025

 

Tras el exitoso lanzamiento de la nave espacial Lucy de la NASA el 16 de octubre de 2021, un grupo de ingenieros se reunió alrededor de una larga mesa de conferencias en Titusville (Florida). Lucy llevaba solo unas horas en su viaje de 12 años cuando surgió un desafío inesperado en la primera misión de asteroides troyanos.

Los datos indicaron que uno de los paneles solares de Lucy que alimentan los sistemas de la nave espacial, diseñado para desplegarse como un abanico, no se había abierto ni cerrado por completo, y el equipo estaba sopesando qué hacer a continuación.

Los equipos de la NASA y los colaboradores de la misión Lucy se unieron rápidamente para poner solución a los problemas. Al teléfono estaban los miembros del equipo del Mission Support Area de Lockheed Martin (en las afueras de Denver), mientras permanecían en contacto directo con la nave espacial.

La conversación fue tranquila, pero intensa. En un extremo de la habitación, un ingeniero estaba sentado con el ceño fruncido, doblando y desdoblando un plato de papel de la misma manera que funcionan los enormes paneles solares circulares de Lucy.

Había muchas preguntas. ¿Qué sucedió? ¿Estaba abierta la matriz? ¿Había alguna manera de arreglarlo? ¿Podría Lucy realizar con seguridad las maniobras necesarias para cumplir su misión científica sin una matriz completamente desplegada?

Con Lucy ya acelerando en su camino a través del espacio, había mucho en juego.

En cuestión de horas, la NASA reunió al equipo de respuesta ante anomalías de Lucy, compuesto por miembros del Southwest Research Institute (SwRI) en Austin (Texas); las operaciones de la misión las dirige el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, (Maryland); el constructor de la nave espacial es Lockheed Martin; y Northrop Grumman en San Diego, diseñó y construyó el sistemas de paneles solares.

“Este es un equipo talentoso, firmemente comprometido con el éxito de Lucy”, dijo Donya Douglas-Bradshaw, exgerente del proyecto Lucy en Goddard. “Tienen el mismo valor y dedicación que nos llevó a un lanzamiento exitoso durante una pandemia única en la vida”.

Unidos en su búsqueda para garantizar que Lucy alcanzara su máximo potencial, el equipo comenzó una exhaustiva inmersión para determinar la causa del problema y desarrollar el mejor camino a seguir.

Por lo demás, la nave espacial estaba en perfecto estado.

“Tenemos un equipo increíblemente talentoso, pero era importante darles tiempo para descubrir qué sucedió y cómo avanzar”, dijo Hal Levison, investigador principal de Lucy en el SwRI. “Afortunadamente, la nave espacial estaba donde se suponía que debía estar, funcionando nominalmente y, lo más importante, segura. Tuvimos tiempo.

Completamente concentrado, durante largos días y noches, el equipo analizó las opciones. Para evaluar la configuración de la matriz solar de Lucy en tiempo real, el equipo encendió propulsores en la nave espacial y recopiló datos sobre cómo esas fuerzas hacían vibrar la matriz solar. Luego, introdujeron los datos en un modelo detallado del motor de ensamblaje de la matriz para inferir cómo de rígida era la matriz de Lucy, lo que ayudó a descubrir el origen del problema.

Por fin, se acercaron a la raíz del asunto: un cordón diseñado para abrir el enorme panel solar de Lucy probablemente estaba enredado en su carrete similar a una bobina.

Después de meses de lluvia de ideas y pruebas, el equipo de Lucy se decidió por dos posibles caminos a seguir.

En uno, tirarían con más fuerza del cordón haciendo funcionar el motor de despliegue de respaldo al mismo tiempo que su motor principal. La potencia de los dos motores debería permitir que el cordón atascado se enrolle más y enganche el mecanismo. Aunque originalmente nunca se pensó que ambos motores funcionaran al mismo tiempo, el equipo usó modelos para garantizar que la idea funcionara.

La segunda opción fue usar la matriz tal como estaba: casi completamente implementada y generando más del 90 % de su potencia esperada.

“Cada ruta conllevaba algún elemento de riesgo para lograr los objetivos científicos básicos”, dijo Barry Noakes, ingeniero jefe de exploración del espacio profundo de Lockheed Martin. “Una gran parte de nuestro esfuerzo fue identificar acciones proactivas que mitigaran el riesgo en cualquiera de los escenarios”.

El equipo trazó y probó los posibles resultados para ambas opciones. Analizaron horas de imágenes de prueba de la matriz, construyeron una réplica en tierra del ensamblaje del motor de la matriz y llevaron a la réplica a sus límites para comprender mejor los riesgos que conllevarían los nuevos intentos de implementación. También desarrollaron un software especial de alta fidelidad para simular a Lucy en el espacio y evaluar cualquier posible efecto dominó que un intento de redespliegue pudiera tener en la nave espacial.

“La cooperación y el trabajo en equipo con los colabordores de la misión fue fenomenal”, dijo Frank Bernas, vicepresidente de componentes espaciales y negocios estratégicos de Northrop Grumman.

Después de meses de simulaciones y pruebas, la NASA decidió seguir adelante con la primera opción: un intento de varios pasos para redesplegar completamente la matriz solar. En siete ocasiones en mayo y junio, el equipo ordenó a la nave espacial que hiciera funcionar simultáneamente los motores de despliegue de los paneles solares primarios y de respaldo. El esfuerzo tuvo éxito, tirando del cordón y abriendo y tensando aún más la matriz.

La misión ahora estima que la matriz solar de Lucy está abierta entre 353 y 357 grados (de un total de 360 grados si la matriz estuviera completamente desplegada). La matriz está bajo una tensión sustancialmente mayor, lo que la hace lo suficientemente estable para que la nave espacial funcione según sea necesario durante las operaciones de la misión.

La nave espacial ya está lista y es capaz de completar el próximo gran hito de la misión: una asistencia gravitacional terrestre en octubre de 2022. Está previsto que Lucy llegue a su primer objetivo de asteroide en 2025.

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