Globos estratosféricos

CNES prepara una campaña de lanzamiento en Australia

Alice Springs, Australia.- Casi 30 años después de la última campaña realizada en la isla, la división de globos de la Agencia Espacial Francesa CNES regresará este mes de marzo a Australia para lanzar tres globos estratosféricos en el marco de una campaña denominada "Austral 2017". El esfuerzo científico se llevará a cabo desde las instalaciones de la Australian Balloon Launch Station (ABLS) en Alice Springs, en el centro de la isla, con el apoyo de la Universidad de Nueva Gales del Sur, a cargo de la gestión de la base.

La iniciativa contará con la participación de cerca de 90 personas, incluyendo el equipo de apoyo operativo y de cargas útiles del CNES, un pequeño equipo de apoyo de la Agencia Espacial Canadiense, y un grupo de científicos y visitantes europeos y canadienses. Como parte de un acuerdo entre la NASA y el CNES, la agencia francesa podrá utilizar el edificio especialmente construido por la NASA en 2009, que se asignará a la preparación e integración de los instrumentos a ser lanzados, mientras que el hangar adyacente será utilizado para la integración de trenes de vuelo y otras actividades operacionales.

El principal motor de esta nueva campaña fue el equipo científico detrás del telescopio PILOT quienes después de un muy exitoso primer vuelo realizado en 2015 desde Timmins, Canadá, interpeló al CNES sobre la posibilidad de efectuar un segundo vuelo con su instrumento, pero esta vez desde el hemisferio sur. El cambio de ubicación es un factor fundamental para poder observar y mapear una sección del firmamento que es inaccesible desde el hemisferio norte.

Mirando al centro de nuestra galaxia desde el hemisferio sur

PILOT -siglas correspondientes a Polarized Instrument for Long wavelength Observation of the Tenuous interstellar medium- es un telescopio especialmente construido para su uso en globos cuyo objetivo es medir por primera vez la polarización de la emisión en el espectro submilimétrico de las particulas de polvo del medio interestelar.

Fue desarrollado por el CNES junto al Instituto de Investigación de Astrofísica y Planetología (IRAP) de Toulouse y cuenta asimismo con la participación del Instituto de Astrofísica Espacial (IAS) y el Comisariado de Energía Atómica (CEA) ambos de Francia, La Universidad de Roma La Sapienza, de Italia y la Universidad de Cardiff, del Reino Unido.

A la izquierda podemos ver un esquema del telescopio montado en su gondola, completamente ensamblado.

PILOT consta en un espejo primario de un metro de diámetro y un conjunto de detectores que comprenden 2048 bolómetros enfriados a 0,3 grados Kelvin. Estos sensores, desarrollados originalmente para el instrumento PACS (Photoconductor Array Camera y Spectrometer) a bordo del satélite Herschel, permitirán mediciones a 240 y 550 micrones con una resolución angular de unos pocos minutos de arco.

El objetivo operacional de PILOT en esta campaña será realizar un vuelo que dure entre 25 y 32 horas a una altitud de 39,5 km. Para lograr este objetivo, el CNES utilizará un modelo de globo 803Z fabricado por Zodiac, que con un volumen de 800.000 metros cúbicos es el más grande actualmente disponible para el programa, siendo capaz de transportar una carga útil de 1 tonelada a esa altitud. Una estación de enlace remota se instalará en Longreach, una ciudad ubicada 1000 km al este de Alice Springs, para así extender el alcance del enlace entre la estación de tierra y el globo en vuelo.

Si bien el principal objetivo de la campaña es la misión PILOT, éste no será el único instrumento a ser lanzado durante la campaña.

Conociendo a CARMEN y CLIMATE

Para maximizar el resultado científico del enorme esfuerzo logístico que requiere llevar a cabo una campaña de lanzamiento de globos en un lugar tan remoto, el CNES lanzará -ademas de PILOT- otras dos misiones para beneficio de varios laboratorios y universidades de Canadá y Europa. Solo mencionaré brevemente cuáles son los objetivos de estas misiones, dejando para próximas publicaciones un exámen mas minucioso de cada vuelo.

CARMEN es una góndola multi-instrumental desarrollada por el CNES en base a conceptos como modularidad y flexibilidad, cuyo objetivo es permitir el transporte de múltiples experimentos de diferente tipo, en una única plataforma.

Fabricada con una ligera pero fuerte aleación de tubos metálicos (conocidos como "barres / boules" o "barras y bolas" en castellano), fue la evolución lógica y la culminación de muchos años de experiencia del CNES en el diseño de góndolas.

Debajo de estas líneas podemos ver un esquema de la distribución de cargas útiles ha ser utilizado en CARMEN para la campaña Austral 2017.

El objetivo planteado para la plataforma es lograr una duración de vuelo de entre 15 y 18 horas, a una altitud de 36,8 km. El globo que se utilizará para este propósito es un modelo 402Z también fabricado por Zodiac y que con un volumen de 400.000 m3 es capaz de elevar una masa de hasta 800 kg.

A medida que se desarrolle la campaña, hare una descripción más detallada de los diferentes experimentos que volarán en CARMEN. No obstante, a modo de resumen las cargas útiles serán principalmente instrumentos proporcionados por varias universidades a través de la Agencia Espacial Canadiense, y un módulo francés denominado CASOLBA destinado a la calibración en vuelo de celdas solares.

Un último tópico también digno de mención es que a diferencia de lo que ocurre con la mayoría de las cargas útiles o instrumentos lanzados en globo, CARMEN no es un acrónimo, sino un NOMBRE real. Tan increíble como puede sonar, los diseñadores de la plataforma quisieron darle un carácter, incluso una cierta gracia. Dotada desde su nacimiento con una impronta seductora en cuanto a sus capacidades y una versatilidad "de facto", CARMEN fue un nombre que ellos consideraron reflejaba la síntesis de todas estas cualidades.

La tercera góndola que participará de la campaña es también una plataforma multi-instrumental, y se denomina CLIMATE (Combined Laser and In situ Measurements in the ATmospherE). Integra 10 experimentos científicos desarrollados en diferentes laboratorios europeos pero con el mismo objetivo: estudiar las concentraciones de las principales especies de gases de efecto invernadero (H2O, CO2 y CH4) y caracterizar los aerosoles estratosféricos.

El perfil de vuelo de la misión CLIMATE será un poco más complejo. Se utilizará un globo 150Z de 150.000 metros cúbicos de volumen para un ascenso nominal hasta los 33,6 km y desde ese punto se realizará un lento descenso controlado hasta llegar a 17 kms, momento en el cual la carga útil se separará del balón. El tiempo de vuelo total rondaría en este caso entre las 7 y las 10 horas.

La campaña se iniciará formalmente el 11 de marzo y terminará el 21 de abril, mientras que la ventana de lanzamiento operacional se abrirá a partir del 27 de marzo y se cerraría tentativamente el 15 de abril. La orden de lanzamiento planeada será primero para CLIMATE, seguido de CARMEN y finalmente PILOT. Sin embargo, en función de los objetivos científicos de cada misión, y según la evolución del clima durante la campaña dicho ordenamiento puede modificarse.

Hasta aquí el breve resumen de lo que debemos esperar de la próxima campaña del CNES.

Como siempre les digo, estén atentos a StratoCat en las próximas semanas para más novedades a medida que los lanzamientos se vayan desarrollando.

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Nota: Quiero expresar mi más profundo agradecimiento a Stephane Louvel, jefe del equipo operativo del CNES en Australia, que me proporcionó gran parte de la información e imágenes presentadas aquí.

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