La misión de la NASA comienza abruptamente tras el fracaso de Astra

Cuando el diminuto Rocket 3.3 de Astra despegó de su plataforma en la estación espacial de Cabo Cañaveral el 12 de junio, todo parecía estar bien. De hecho, la misión se desarrolló exactamente de acuerdo con el plan hasta el final: el motor etéreo de la segunda etapa del propulsor parecía estar funcionando normalmente hasta que de repente se apagó aproximadamente un minuto antes de lo esperado. Desafortunadamente, la mecánica orbital no es más que un desafío, y es posible que nunca haya ocurrido un encendido del motor que finaliza un minuto antes.

Según los valores de telemetría mostrados en pantalla durante la cobertura en vivo del lanzamiento, la etapa superior del propulsor alcanzó una velocidad de 6.573 kilómetros por segundo, muy por debajo de los 7,8 km/s necesarios para alcanzar una órbita terrestre baja estable. . Si bien la transmisión de video se cortó tan pronto como quedó claro que algo había salido mal, la física rígida de los vuelos espaciales significa que no hay dudas sobre la secuencia de eventos que siguieron. Sin la energía necesaria para permanecer en órbita, la etapa superior del cohete se habría quedado en una trayectoria suborbital, eventualmente reingresando a la atmósfera y quemándose unos miles de kilómetros río abajo desde donde comenzó.

Por supuesto, no es ningún secreto que los vuelos espaciales son difíciles. Doblemente para la puesta en marcha que solo tiene unos pocos vuelos exitosos detrás. No hay duda de que el Astra determinará por qué su motor se apagará pronto y hará los cambios necesarios para asegurarse de que no vuelva a suceder, y si su historia es una indicación, es probable que vuelvan a volar en poco tiempo. Diseñado para una competencia de la Agencia para Proyectos de Investigación de Defensa Avanzada (DARPA). que buscaba estimular el desarrollo de cohetes pequeños y baratos capaces de lanzar cargas útiles en poco tiempo, la familia de cohetes Astra ya ha demostrado una agilidad operativa inusualmente alta.

El diseño de Astra y Rocket 3.3 vivirá para volar de nuevo. Pero, ¿qué pasa con la carga útil que se suponía que el propulsor debía poner en órbita? Esto es un poco más complicado. Este fue el primero de tres vuelos planeados para ensamblar una constelación de pequeños CubeSats como parte de la misión TROPICS de la NASA. La agencia espacial ya tiene emitió una declaración afirmando que la misión aún puede lograr sus objetivos científicos, aunque con una cobertura reducida, suponiendo que los satélites restantes lleguen a la órbita de manera segura. Pero si uno de los próximos lanzamientos falla, ambos actualmente programados para volar en los cohetes de Astra, parece poco probable que el programa TROPICS pueda lograr su objetivo principal.

Entonces, ¿qué es exactamente TROPICS y por qué la NASA atribuyó su éxito a la capacidad de un vehículo de lanzamiento pequeño y relativamente inmaduro para realizar múltiples vuelos con su propio hardware a bordo? Vamos a ver.

Acércate a la acción

No hay escasez de satélites meteorológicos en órbita terrestre, pero operan en gran medida aislados unos de otros. En parte porque todos tienen diferentes edades y habilidades técnicas, pero sobre todo porque siempre se han diseñado como misiones autónomas. La misión TROPICS (Time-Resolved Observations of Precipitation Structure and Storm Intensity with a Constellation of Smallsats) tiene como objetivo cambiar radicalmente este enfoque mediante el uso de una constelación compuesta por CubeSats idénticos en órbita terrestre baja. Estos aviones están equipados con radiómetros de microondas de alta resolución que pueden escanear la trayectoria del satélite desde el suelo y, con una alineación cuidadosa de sus planos orbitales, deberían poder proporcionar escaneos de una tormenta dada aproximadamente cada hora.

En comparación con los satélites más tradicionales, incluso el relativamente moderno NOAA-20 lanzado en 2017 es una gran mejora. Al operar de forma independiente, estos satélites solo pueden mostrar una tormenta cada cuatro a seis horas, lo que deja brechas críticas en la cobertura. Los escaneos rápidos que ha hecho posible la constelación TROPICS prometen mejorar drásticamente nuestra capacidad para predecir y rastrear ciclones tropicales mortales, que se han vuelto cada vez más comunes en las regiones del Atlántico central y norte. Según la NASA, esta área vio un récord de 30 tormentas con nombre en 2020, y los modelos climáticos esperan que las cosas empeoren a partir de aquí.

TROPICS ha sido diseñado para usar seis CubeSats 3U, cada uno de 36 cm (14,2 pulgadas) de largo y con un peso de solo 5,34 kg (11,8 libras). Con la pérdida de los dos primeros satélites el 12 de junio, la constelación ahora se ha reducido a solo cuatro. Los satélites restantes aún podrán capturar tormentas tropicales y sin duda proporcionarán datos útiles, pero la cobertura global reducida significa que el tiempo entre sobrevuelos aumentará. Aunque debe tenerse en cuenta que incluso a baja capacidad, TROPICS aún debería poder entregar datos más rápido que las plataformas existentes.

Aunque el comienzo es decepcionante, debe recordarse que TROPICS es, en última instancia, una misión experimental de bajo costo. Aunque los tres lanzamientos se realizaron según lo planeado, la misión solo duraría un año. Siempre que un solo TROPICS CubeSat pueda alcanzar la órbita y usar su equipo para escanear una tormenta tropical activa, se cumplirán los objetivos científicos de la misión, si no los ambiciosos.

La entrega especial

Por supuesto, uno podría preguntarse por qué se debe lanzar una constelación de solo seis satélites en tres cohetes diferentes. Después de todo, SpaceX ha movido hasta 60 de sus satélites Starlink por lanzamiento para construir su propia constelación. ¿No podrían haber puesto en órbita los seis TROPICS CubeSats al mismo tiempo si la NASA hubiera reservado su pasaje en un cohete más potente?

Técnicamente sí. Pero entonces, no se colocarían en los planos orbitales apropiados para lograr el objetivo declarado de la misión de sobrevuelos cada hora. Claro, este objetivo probablemente ya sea inalcanzable debido a la pérdida inesperada del primer par de naves espaciales, pero si todas hubieran sido depositadas a lo largo de la misma trayectoria orbital, su cobertura habría sido tan limitada como la de los satélites meteorológicos tradicionales.

¿No podrían haber maniobrado los satélites en sus órbitas adecuadas una vez que descendieron, como lo hacen los satélites Starlink? Tal vez si fueran más grandes y tuvieran sistemas de propulsión lo suficientemente potentes. Pero los cambios en el plano orbital (es decir, cambiar la inclinación a la que orbita una nave espacial en relación con el ecuador) requieren una cantidad increíble de energía, especialmente en la órbita terrestre baja, y el diminuto CubeSat 3U simplemente no tiene la capacidad de realizar maniobras. de esa escalera.

Dados los objetivos específicos de la misión y las limitaciones de los satélites pilotados pequeños y económicos, el cohete Astra es en realidad el vehículo perfecto para transportar TROPICS. De hecho, las exigencias de esta misión no están tan alejadas de la competencia DARPA original para la que Astra desarrolló su propulsor. Los militares querían un cohete que pudiera poner pequeños satélites en órbitas muy específicas en la Tierra de forma rápida y económica para fines de reconocimiento, solo que estos satélites en particular están más interesados ​​en la fuerza y ​​el movimiento de las tormentas tropicales que en las tropas y los tanques.

Es por eso que, a pesar de este contratiempo decepcionante, los próximos dos lotes de satélites TROPIC seguramente volarán en los cohetes de Astra, aunque ahora tendrán que esperar hasta que se complete la investigación sobre el incidente de bancarrota del 12 de junio. Mientras que otros pequeños propulsores como Electron de Rocket Lab e incluso LauncherOne de Virgin Orbit podrían reemplazarse a sí mismos si fuera absolutamente necesario, no se debe subestimar el costo y el gasto de adaptar la misión a un nuevo vehículo de lanzamiento. Además, como dicen: mejor tarde que nunca.