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ESA: Misión GOCE
Proyecto GOCE de la ESA
El pasado 26 de mayo la ESA (European Space Agency, Agencia Espacial Europea) publicó un nuevo artículo sobre el proyecto GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer, Explorador de campo gravitatorio y circulación oceánica estacionaria, se podría traducir). Este proyecto marca un punto importante en la tecnología espacial, al consistir en un novedoso sistema de posicionamiento orbital.
La misión GOCE tiene como objetivo medir con la mayor precisión posible el campo gravitatorio de la Tierra, para lo cual debe orbitar a la menor distancia posible del planeta (a más proximidad, mayor intensidad del campo gravitatorio), con el problema de que a medida que la órbita es más baja, aumenta la densidad de la atmósfera y con ella el arrastre (drag), que es la componente de la resultante de fuerzas que “tira” del satélite hacia atrás a causa del rozamiento.
Esta fuerza de rozamiento hace que el satélite vaya reduciendo su velocidad, y como consecuencia de ello, tiende a caer hacia el planeta, ya que la velocidad no es suficiente para compensar la atracción gravitatoria, con lo que entra en un ciclo que le lleva a órbitas más bajas, con mayor densidad de la atmósfera que genera mayor arrastre y, de nuevo, tiene como consecuencia una menor velocidad que hace que siga cayendo.
Lo novedoso del proyecto es la forma de contrarrestar ese arrastre y mantener el satélite en su órbita (situada a unos 250 km sobre la superficie), necesario para asegurar la precisión de las medidas. El satélite cuenta con un motor de propulsión de iones, concretamente Xenon, que le aporta el empuje necesario para contrarrestar la pérdida de velocidad por rozamiento con la atmósfera. Este pequeño “empujón” es realmente pequeño, oscilando entre 1 y 20 mN (miliNewtons); para entender la precisión que requiere el control, se pueden comparar esas fuerzas con lo que sería un peso equivalente en la tierra, que serían las fuerzas con las que serían atraídas en la superficie dos masas de 0,1 y 2 gramos respectívamente. Imaginemos la fuerza que tenemos que hacer…
Hay otro problema intrínseco al rozamiento con la atmósfera, y es la generación de flujos de aire alrededor del satélite, flujos que interfieren en la precisión de los aparatos de medida, dado que producen variaciones de presión. Para minimizar ese efecto no deseado, se ha buscado un diseño altamente aerodinámico, algo insólito en un satélite hasta ahora. Además, cuanto más aerodinámica sea la estructura, menor arrastre se tendrá y menor la compensación necesaria, lo que redunda en economía.
El proyecto ha sido probado con resultados totalmente satisfactorios. El control funciona perféctamente, y el motor de iones genera el empuje necesario en cada momento. Para los que conocemos las dificultades que esto conlleva, es símplemente impresionante.
El proyecto GOCE tiene una vida estimada de 24 meses durante los cuales hará un mapeado del campo gravitatorio terrestre, que posibilitarán un mejor conocimiento de cómo están cambiando las corrientes oceánicas y el nivel del mar.
