La reciente caída a la tierra de una investigación de Venus soviética fallida de la década de 1970 se ha convertido en una especie de historia de detectives.
Se utilizaron diferentes modelos de computadora para predecir la reingreso. Pero, ¿por qué fueron divergentes y cómo podemos mejorar nuestra capacidad de clavar el «paradero y cuándo» como objeto espacial se estrella en la atmósfera de la Tierra?
La larga y problemática historia de la aspiradora nave espacial Venus, conocida como Kosmos-482, puede arrojar algo de luz sobre estas preguntas clave, dicen los científicos. Entonces, echemos un vistazo.
Hacia abajo y hacia afuera
El 10 de mayo de este año, el módulo de descenso Kosmos-482 en forma de huevo, que pesaba aproximadamente 1,091 libras (495 kilogramos), probablemente cayó en aguas oceánicas.
Según los cálculos de especialistas de Tsniimash, parte de la agencia espacial rusa Roscosmos, la nave espacial entró en las densas capas de la atmósfera y cayó al Océano Índico al oeste de Yakarta.
El hardware fue elevado en la primavera de 1972 para estudiar Venus, pero debido a un mal funcionamiento de la etapa superior de su cohete, permaneció en una órbita elíptica alta alrededor de la Tierra, cerrando gradualmente en nuestro planeta.
La sonda fue uno de un par de aterrizadores atmosféricos de Venus arrojados hacia el cielo durante sus respectivas ventanas de lanzamiento de Go-to-Venus.
La nave espacial Twin Vener-8 se lanzó unos días antes, enviada hacia adelante para convertirse en la primera estación en aterrizar en el lado iluminado de Venus, transmitiendo con éxito datos sobre la temperatura y la presión de la superficie del planeta.
Perdido en el espacio
Mientras tanto, la sonda fallida que no pudo llegar de la Tierra a Venus fue «renombrada» Kosmos-482.
Según el Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia (IKI), unos meses después, Kosmos-482 se dividió a propósito en un módulo de descenso y un módulo de vuelo. El módulo de vuelo «órbita izquierda» (cayó a la Tierra) en 1981, agrega una publicación de IKI.
En cuanto al módulo de descenso, el módulo de descenso a la Tierra, Oleg Korlatov, jefe del Departamento de Física Planetaria de IKI, dijo que debería haber tenido suficiente protección del calor.
«Si se pudiera encontrar», dijo KoreLlov, «sería muy interesante estudiarlo para comprender los efectos de la exposición a largo plazo a la radiación cósmica en los materiales estructurales».
¿Flotará?
El historiador del espacio ruso Pavel Shubin está flotando la idea de que el hardware de aterrizaje de Venus de Kosmos-482 se puede encontrar en aguas oceánicas.
Shubin colocó la última órbita de la estación en un mapa de tráfico marino, señalando dónde entró y dónde podría haber volado.
Shubin’s posting reads (in Russian; translation by Google): «The capsule has no aerodynamic quality, so it should land along the route. Maybe someone will find it. The question is in the buoyancy of the station. It turns out to be at the limit, but it still looks like it should float in seawater. If it sinks, there is no chance of finding it. Although it can withstand a kilometer of water» (in the event the object has sunk out of vista).
Dicho esto, y disculpas por David Letterman de TV, ¿flotarán?
Código abierto
Marco Langbroek es un rastreador satelital líder y profesor en la conciencia situacional del espacio óptico en la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos. Él y el astrodinamista Dominic Dirkx crearon un kit de herramientas de astrodinámica de código abierto (Tudat) que solían predecir cuándo y dónde se reduciría la investigación de Venus rebelde.
Langbroek y Dirkx escribieron un post mortem informativo sobre la interesante reingreso de la nave de descendencia y la confusión que dejó en la revisión del espacio, que puede encontrar aquí.
«Y ahora finalmente ha vuelto a entrar», escribieron Langbroek y Dirkx. «La gran pregunta en la mente de todos es: ¿dónde volvió a entrar y cuándo exactamente?»
Diferentes estimaciones
Varias organizaciones siguieron la investigación condenada, como el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Corporación Aeroespacial, Langbroek y Dirkx explican. Todos estos grupos publicaron estimaciones de reingreso algo diferentes.
Langbroek dijo que es muy probable que la sobremesa del espacio sobreviviera a la atmósfera de la Tierra intacta, antes de afectar a una velocidad estimada de 65 a 70 metros por segundo después de la desaceleración atmosférica.
«Tal vez, algún día, algo extraño con las marcas cirílicas se lavará en una playa australiana o india», escriben Langbroek y Dirkx.
Imágenes apiladas
Ralf Vandebergh, también de los Países Bajos, es un fotógrafo especializado en imágenes de objetos pequeños que orbitan la Tierra, rastrean la nave espacial y producen imágenes informativas utilizando telescopios de apertura pequeños a moderados.
Vandebergh apiló datos de imágenes capturados de su primera observación de la nave espacial errante en 2011, seguido del procesamiento de observaciones más recientes. Todos los resultados apuntaban a la existencia de una «estructura adjunta» a la nave de descenso Kosmos-482. Especuló que, tal vez, el vehículo de descenso había desplegado su paracaídas. Cualquiera sea el caso, ese apéndice ya se ha ido después de la reingreso.
Vandebergh publicó su evaluación fotográfica previa a Reentry Kosmos-482 aquí.
Física inútil
«En general, las predicciones de reingreso tienen una cierta cantidad de desafío. Estás tratando de identificar algo que se está moviendo muy rápido», dijo Marlon Sorge, director ejecutivo del Centro de Estudios de Desenter de la Corporación Aeroespacial y Estudios de Desentrados de Debris (CORDS).
CORDS ofrece experiencia sobre los escombros espaciales y la gestión del tráfico espacial y mantiene una base de datos de reingreso que documenta objetos y cargas útiles que se incorporan a la atmósfera de la Tierra, como Kosmos-482.
«Estar fuera un poco representa cientos o miles de kilómetros en la distancia en la superficie de la tierra», dijo Sorge a Space.com. También en juego, dijo, hay una «física inútil». Por ejemplo, la actividad solar afecta la densidad de la atmósfera de la Tierra, que luego impacta cuándo y donde un objeto volverá a ingresar.
Incógnitas en tiempo real
Gregory Henning, un líder del proyecto de Cords, señaló otros problemas que hacen que las predicciones de reingreso también sean difíciles.
«No sabes en tiempo real cómo se está comportando ese objeto», dijo Henning. «¿Está cayendo? ¿Se han roto las piezas?
La naturaleza esférica de la parte de descenso de Kosmos-482 era una «bola extraña» literal en términos de reingreso. Tenga en cuenta que fue construido para entrar y soportar una caída castigadora en la atmósfera de Venus.
El Venus Lander fue hecho para resistir las condiciones extremadamente duras de la atmósfera hostil de Venus, dijeron los expertos en la ESA, y fue diseñado para tomar 300 g de aceleración y 100 atmósferas de presión.
«No he visto nada que sugiera que hubiera avistamientos. Pero nuevamente, siendo un diseño para sobrevivir a una entrada de Venus, es bastante probable que haya sobrevivido», dijo Sorge. «Eso significa que no verías toda la espectacular exhibición de una ruptura y un montón de piezas que se hacen en llamas que hacen que otras reentradas tan notables», dijo.
Problema molesto
«Todos los modelos están equivocados, y algunos son útiles», dijo Darren McKnight, miembro técnico senior de Leolabs, una compañía que monitorea la actividad en el espacio para revelar amenazas a la seguridad y la seguridad.
La reentrada de los objetos espaciales ha sido un problema irritante desde el comienzo de la era espacial, dijo McKnight a Space.com, porque hay al menos tres fenómenos físicos que tienen grandes incertidumbres.
Esos fenómenos se combinan para representar la incertidumbre total de dónde y cuándo un objeto finalmente cumplirá su regreso final a la Tierra, dijo McKnight.
Abulcar y salsa
En el quid de reingreso, los signos de interrogación hay perfiles de densidad atmosférica, la orientación del objeto espacial, junto con la forma en que se derrite, vaporiza y (quizás) se rompe.
«La densidad de la atmósfera cambia drásticamente para un punto de reingreso dado en el espacio en función del flujo/actividad solar, hora del día, etc. Hay protuberancias diurnas y salsas en la atmósfera que cambian durante el curso del día, que también se ven afectados por las tormentas solares que ocurren, superpuestas sobre la actividad solar de fondo», dijo McKnight.
El tránsito de estas fluctuaciones también varía a medida que la Tierra progresa a través de las estaciones del año, agregó.
Altitud mágica
Cuando un objeto espacial alcanza una «altitud mágica» de 50 millas (80 kilómetros) sobre la Tierra, comienza a ocurrir un calentamiento sustancial, dijo McKnight. «La orientación del objeto espacial es de vital importancia para evaluar con precisión cómo se acelerarán los efectos de calefacción y arrastre», dijo.
Mezcle en la mezcla que ciertas fuerzas ejercidas sobre el objeto espacial causan que gire un objeto entrante.
«Esto puede incluso hacer que haya un efecto de elevación neto que retrasaría la reingreso del objeto espacial», dijo McKnight. Esto a veces se llama saltar, porque es análogo a una piedra arrojada que salta sobre la superficie de un estanque.
McKnight dijo que ha estado trabajando en ingeniería aeroespacial, seguridad espacial y operaciones espaciales desde 1986. «Reentrar la física y las predicciones en ese dominio han avanzado lo menos Durante ese plazo «, concluyó.
