La ESA responderá mientras Webb llama a casa

El Telescopio espacial James Webb ha tardado casi 30 años en realizarse, un esfuerzo de colaboración entre la ESA, la NASA y la Agencia Espacial Canadiense para arrojar luz sobre nuestros orígenes cósmicos.

Webb se lanzará en un Ariane 5 cohete desde el puerto espacial de Europa en la Guayana Francesa, como muy pronto el 24 de diciembre. Viajará en una trayectoria de escape directa hacia su órbita objetivo a más de 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Parte de la ESA Estrack red cooperativa, la Antena de 10 metros en Malindi, Kenia, hará el primer contacto desde tierra con la incipiente misión, con la importantísima «primera adquisición de señal».

Una señal dice mil palabras

El primer ‘mensaje’ de Webb aparecerá como un pico en ondas de radio en un monitor en la estación terrestre de Malindi: las primeras ‘palabras’ de Webb. Estas señales son nuestro único medio de enviar comandos y traer datos a casa.

Después de esta señal inicial, se dispone de una avalancha de información que informa a los operadores del estado de la nave espacial después de los rigores del lanzamiento y abre una puerta para el equipo de la ESA en el Centro de Operaciones de la Agencia en Alemania y el Agencia Espacial Italiana (ASI) en Malindi para transmitir comandos e información vital de la misión al Control de Misión Webb de la NASA.

La red global de estaciones terrestres ‘ojos en el cielo’ de la ESA, conocida como Estrack, está en una posición privilegiada para asegurar esta conexión vital. Con 10 metros de diámetro y relativamente ágil en su orientación, la ESA utiliza la estación Malindi en colaboración con ASI para el lanzamiento y las primeras fases de operaciones de la vida de una misión, cuando un cohete o satélite se mueve bastante rápido por encima, aún cerca de la Tierra.

La posición de la estación en el ecuador está en línea con Puerto espacial de Europa en Kourou, Guayana Francesa. El lanzamiento desde esta ubicación proporciona a los cohetes un impulso adicional de la velocidad de rotación de la Tierra.

Si bien el propio sistema de la NASA de satélites de retransmisión de datos en órbita, el Satélite de seguimiento y retransmisión de datos Sistema: puede verificar misiones recién lanzadas, solo estaciones en tierra como las de Estrack de la ESA y las de la NASA Red de espacio profundo puede proporcionar la información vital a los ingenieros de navegación de Webb que se necesitará el día del lanzamiento, a saber, «datos de seguimiento», como mediciones de ángulo, rango y velocidad.

Desde el lanzamiento hasta L2

Aproximadamente 23 minutos después del despegue, Malindi localizará el vehículo de lanzamiento Ariane 5 en vuelo, elevándose sobre el horizonte occidental, todavía albergando su preciosa carga. Solo cinco minutos después, Webb se separará del cohete y comenzará su vida en solitario en el espacio.

A diferencia de la mayoría de las misiones, Webb comenzará a emitir su señal cuando se deseche el carenado del cohete, justo previamente a la separación de la nave espacial. Esto significa que el equipo de Estrack de la ESA puede esperar recibir señales de Webb justo previamente a obtener la independencia.

Desde el momento de la separación, Malindi tendrá tres fases de visibilidad con la misión; Al principio, la estación estará en una ‘llamada privada’ con Webb durante la primera hora después de la separación, después de lo cual la antena de espacio profundo de la NASA en Canberra se unirá a la llamada y Malindi cambiará a respaldo. Cuando la nave espacial ya no sea visible desde Canberra, Malindi volverá a tomar las riendas una vez más previamente a que la estación de la NASA en Madrid se una a la llamada.

“Es posible que perdamos la señal momentáneamente unos minutos después de que Webb se separe de Ariane 5, y en ese momento pasaremos del rastreo de vehículos de lanzamiento al rastreo de naves espaciales”, explica Daniel Firre, Gerente de Operaciones Terrestres de la ESA.

“El plato Malindi tiene dos cabezas, o ‘cerebros’, y en cualquier punto, uno u otro está controlando la antena mientras recibe órdenes del operador de lanzamiento, Arianespace o de las computadoras de rastreo de Webb. Para cambiar, detendríamos la antena durante unos segundos y, literalmente, cambiaríamos el cable de un sistema de seguimiento a otro, interrumpiendo su movimiento durante unos 20 segundos «.

Desde el momento de la separación, Malindi tendrá tres fases de visibilidad con la misión; Al principio, la estación de la ESA estará en una ‘llamada privada’ con Webb durante la primera hora después de la separación, después de lo cual la antena de espacio profundo de la NASA en Canberra se unirá a la llamada y Malindi cambiará a respaldo. Cuando la nave espacial ya no sea visible desde Canberra, Malindi volverá a tomar las riendas una vez más previamente a que la estación de la NASA en Madrid se una a la llamada.

Vigilando a Ariane

Incluso después de que Webb se haya disparado por su cuenta, la estación Malindi rastreará la etapa superior del cohete Ariane durante su ‘maniobra de liberación’, aproximadamente una hora después del despegue. La antena no rastreará activamente el cohete, ya que rastreará completamente a Webb, pero los dos objetos permanecerán relativamente cerca en el cielo.

Con Webb detrás de la etapa superior, el Ariane permanecerá dentro del ‘ancho de haz’ de Malindi hasta el final de su misión, culminando con la ‘pasivación completa del tanque de la etapa superior’, en línea con las pautas globales de mitigación de escombros.

Desde el lanzamiento hasta la separación, desde la adquisición de la señal hasta la primera transmisión de datos científicos a esta misión increíblemente emocionante, la ESA estará disponible para apoyar y ayudar a descifrar los misteriosos orígenes del cosmos.