Prepárate para un primer plano del universo

Los nerds de la ciencia ficción farisaicos pueden agradecer a los nerds de la ciencia ficción por las hermosas imágenes de la nave estelar Enterprise del almirante Kirk sobrevolando Júpiter en la década de 1979. «Viaje a las estrellas: la película . «Esta representación sin vida de Júpiter se atribuye a las imágenes del planeta de la NASA. viajero uno Nave espacial, lanzada en 1977 (y mencionada en la película). Avance rápido 42 años, y el mismo tipo de antena construida en 1966 para soportar imágenes estabilizadas por rocas transmitidas desde las primeras naves espaciales de la NASA ahora se usa, con la ayuda de la hidráulica, para mirar más profundamente en nuestro universo.

La NASA construyó la primera antena de 70 metros (230 pies) en 1988 para rastrear la nave espacial Voyager 2 cuando se encontraba con Neptuno y otros planetas lejos de la órbita de la Tierra. Requiere más capacidades de comunicación que las que podían proporcionar las antiguas antenas de 64 metros (210 pies) de la década de 1960. Antena de 70m Complejo de comunicaciones del espacio profundo de Goldstone En el desierto de Mojave (conocido como la «Antena de Marte») se encuentra la primera de tres enormes antenas estratégicas diseñadas para captar señales débiles y transmitir señales muy fuertes al espacio. Los otros dos están cerca de Madrid, España y Canberra, Australia. Aunque oficialmente se llamó Estación Espacial Profunda 14 o DSS 14, la Antena Goldstone recibió su nombre de Marte de su primera misión: Seguimiento marinero 4 La nave espacial se perdió debido a una antena más pequeña después de su histórico sobrevuelo de Marte en 1965.

Ubicada cerca de Barstow, California, la Deep Space Station 14 es una antena de 70 metros de diámetro que utiliza el sistema hidráulico para colocar una carga útil de casi 3000 toneladas en elevación y azimut. Foto por deepsace.jpl.nasa.gov .

Obtener objetivo – Usar hidráulica

de la NASA red del espacio profundo (DSN) para comunicarse con todas las naves espaciales más allá de la órbita lunar de la Tierra. El seguimiento es mucho trabajo. La masa (eje azimutal) de una antena de 70 metros es de aproximadamente 2970 toneladas estadounidenses (2,7 millones de kg), por 21piedramisión de la NASA del siglo XXI.

tomar Cassini-Huygens Por ejemplo, la misión Saturno (15 de octubre de 1997 al 15 de septiembre de 2017). Desafía el DSN de 70 metros existente, lo que requiere un aumento drástico en la precisión de puntería para garantizar la transmisión de datos de alta velocidad de la nave espacial Cassini en el planeta anillado. Parte de la financiación de la misión incluye la actualización de la electrónica de control, la hidráulica y el reemplazo de transpondedores de antena y sistemas de soporte para los tres complejos DSN de 70 metros.

Las antenas en cada sitio DSN son las antenas DSN más grandes y sensibles hasta la fecha, capaces de rastrear naves espaciales a decenas de miles de millones de millas de la Tierra. Las superficies de estos platos de casi 3,000 toneladas mantienen una precisión de 1/2 pulgada (1 cm) en todo el rango de 41,400 pies2(3.850m2) superficie. Esta precisión es crítica. Incluso pequeñas deformaciones pueden interferir con el funcionamiento de la antena.

Los conjuntos de cojinetes hidrostáticos soportan el enorme peso de cada antena en tres almohadillas que se deslizan alrededor de un gran anillo de acero sobre una película de aceite del grosor de un papel. El posicionamiento se realiza, y siempre se ha realizado, mediante sistemas hidráulicos. En estas aplicaciones, la potencia y la precisión de la hidráulica no son nada nuevo, excepto para aquellos con conocimientos de investigación de la NASA.

“Las antenas siempre han sido accionadas y controladas hidráulicamente porque ninguna otra tecnología puede proporcionar el rango de velocidad y la precisión de posicionamiento para una masa en movimiento tan grande”, explica Gregory Gleason, ingeniero senior de aplicaciones, tecnología especial, bosch-rexroth .»Era así cuando se fundó en 1997, y sigue siendo el mismo hoy. Además, las bombas de desplazamiento variable con compensación de presión de Rexroth y las servoválvulas hidráulicas de circuito cerrado impulsan motores de desplazamiento fijo en los ejes de elevación y azimut. El movimiento de arranque suave y la rotación bajo carga son fundamentales. «Esto se logra gracias al bajo coeficiente de fricción estática de los cojinetes hidráulicos e hidrostáticos.

Esta ilustración representa a Juno en su órbita elíptica polar sobre Júpiter. Lanzada desde Cabo Cañaveral en agosto de 2011, Juno tardó cinco años (alrededor de una hora luz) en llegar a Júpiter. Foto por www.nasa.gov .

Haz posible lo imposible

En muchos sentidos, las capacidades mejoradas de estas antenas son fundamentales para avanzar en los ambiciosos planes de la NASA para explorar el sistema solar exterior. Tomemos a Júpiter, por ejemplo. La NASA se puso en órbita el 4 de julio de 2016 en su misión Juno, después de un viaje de cinco años que incluyó un sobrevuelo acelerado de Júpiter. El bamboleo convirtió a la nave espacial Juno de la misión en el objeto hecho por el hombre más rápido (165,000 mph). Pasando a solo 2,800 millas sobre las nubes de Júpiter, se embarca en la primera de las 37 órbitas que realizará durante los próximos 20 meses mientras explora algunos de los secretos más persistentes de Júpiter, incluido el hecho de que el núcleo del planeta es Qué, lo que impulsa su magnetismo extremo. y cómo evolucionó el mundo de este gigante gaseoso cuando se formó nuestro sistema solar.

La estación terrestre de la NASA DSN garantizará una comunicación ininterrumpida con la nave espacial. Tres antenas parabólicas de 70 metros recibirán datos e imágenes y enviarán comandos de control a Juno.

El posicionamiento preciso de estas antenas, habilitado por motores hidráulicos Bosch Rexroth A2FM45, permitirá las altas tasas de transferencia de datos necesarias para respaldar a Juno mientras orbita Júpiter a más de mil millones de kilómetros (alrededor de 1 hora luz).

Dos motores de eje inclinado Bosch Rexroth se mueven 41,400 pies2La antena de Marte pasa a través de los ejes de azimut y elevación con una precisión de ½ pulgada.

Una mirada más cercana a las lunas de Júpiter

Europa de Júpiter ha sido un objetivo principal para la exploración futura desde que la misión Galileo de la NASA (a fines de la década de 1990) encontró evidencia sólida de un océano global de agua salada de agua líquida debajo de su corteza helada. Pero las lunas mucho más pequeñas como Encelado no solo tienen agua líquida, sino también energía química que podría impulsar la biología, un descubrimiento sorprendente para la comunidad científica.

Muchas de las lecciones aprendidas durante la misión Cassini se están utilizando para planificar la misión Europa Clipper de la NASA, cuyo lanzamiento está programado para la década de 2020. Usando un diseño de excursión orbital derivado de la forma en que Cassini exploró Saturno, el Europa Clipper realizará docenas de sobrevuelos de las lunas oceánicas de Júpiter para investigar su posible habitabilidad. La misión utilizará la asistencia gravitatoria de una luna grande para orbitar el planeta gigante (Júpiter en este caso) para hacer que la nave espacial haga encuentros cercanos repetidamente, al igual que Cassini usa la atracción gravitacional de Titán. Lo mismo ocurre con la forma constante del curso de la nave espacial.

La antena DSN de la NASA resultará invaluable para explorar estas profundidades de nuestro universo y más allá.

haga clic aquí Obtenga más imágenes de la NASA de la misión Juno al satélite Júpiter.

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