Globos estratosféricos

CNES lanza con éxito su segundo globo en Australia

Alice Springs, Australia.- Unas pocas horas antes del amanecer del 9 de abril, se llevó a cabo con éxito el lanzamiento del segundo globo de la campaña Austral 2017. Las operaciones estuvieron a cargo de un equipo de la división globos de la agencia espacial francesa CNES, desde las instalaciones de la Australian Balloon Launch Station, localizada en el aeropuerto de Alice Springs, en el Territorio del Norte.

Como ocurrió con el primer vuelo, los objetivos fueron múltiples: realizar calibraciones de células solares en vuelo, efectuar varios experimentos proporcionados por universidades canadienses e incluso transportar algunas piezas de arte a la estratósfera. A diferencia de lo ocurrido con el vuelo CLIMATE la semana pasada, la misión se realizó durante el día.

Antes de interiorizarnos en los detalles del vuelo, vamos primero a conocer a CARMEN, la "dama" que hizo posible esta misión.

La góndola estabilizada CARMEN fue introducida originalmente a finales de 2012 por el equipo de Nacelles Pointees (plataformas estabilizadas) del CNES y se desarrolló con varios conceptos en mente: modularidad para permitir la inclusión de varios instrumentos dedicados a la misma o diferentes áreas de investigación en una misión, la reutilización para superar la dificultad de adaptar una plataforma diseñada específicamente para un instrumento a otro, reduciendo así los costes y tiempos de desarrollo y finalmente volumen de carga el cual se maximiza para permitir la instalación de muchos instrumentos a bordo.

Un año después de su presentación, la plataforma participó en los vuelos de cualificación de NOSYCA, el nuevo sistema de telecomando y control diseñado para los globos estratosféricos del CNES. Con el uso de CARMEN, el equipo del CNES no sólo pudo probar el sistema bajo condiciones de carga máxima, sino que en lugar de utilizar alguna carga simulada o simplemente lastre, permitió la participación de la comunidad científica en la misión con pequeños experimentos que podían ser instalados en la nueva plataforma.

El diseño de la estructura exterior se basa en la experiencia previa del CNES utilizando configuraciones similares de tubos fuertes, denominado "barras y bolas" como punto de anclaje. El peso total en vacío de la estructura de la plataforma está cerca de 275 kg y el espacio para acomodar las cargas útiles está compuesto por 4 bandejas extraíbles que pueden soportar un peso de 100 kg mientras que la masa ocupada por una sola carga útil es de hasta 400 kg .

Además, las celdas que forman las paredes exteriores de la góndola también pueden acomodar un total de 400 kg de instrumentos científicos o módulos de servicio (telemetría, telecomando, etc.)

Para esta misión en particular, en la bahía central de CARMEN se instaló un experimento denominado CASOLBA, sigla de (CAlibration de cellules SOLaires sur vol BAllon). Lanzado como única misión en varias globos del CNES desde 1975, se trata de un módulo altamente sofisticado que se especializa en la calibración de celulas solares de masa de aire cero (AM0). Las calibraciones se realizan a grandes altitudes (por encima de 36 km) donde la irradiación espectral solar es muy cercana a dicho valor. Las celdas calibradas de esta manera pueden ser utilizadas posteriormente como células solares estándar en diversas tareas de laboratorio para la caracterización de las mismas por simuladores solares.

El CNES es el único laboratorio en Europa que lleva a cabo una calibración de este tipo en la alta atmósfera. En este vuelo se instalaron a bordo un total de 24 celdas de diferente tipo.

El resto del espacio de carga se asignó a seis experimentos canadienses que fueron incluidos gracias a un acuerdo con la Agencia Espacial Canadiense. Ellos eran:

• ALI V2 (Aerosol Limb Imager Version 2) una herramienta de monitoreo que puede medir la concentración de aerosoles en la atmósfera superior usando un dispositivo óptico único. El instrumento, desarrollado por la Universidad de Saskatchewan, es una versión mejorada del prototipo que fue volado en una misión en globo desde Timmins, Canadá en 2014, pudiendo detectar una gama más amplia de longitudes de onda ópticas, lo que le permite medir con mayor precisión el tamaño de partículas.


• IFPS (Imaging Fabry-Pérot Spectrometer) un instrumento destinado a obtener mediciones precisas, detalladas, simultáneas y co-alocadas de alta resolución del oxígeno molecular en el rango de altitud de 20 a 40 km; asi como también obtener de las mediciones simultáneamente información sobre presión superficial, aerosoles y albedo superficial. Desarrollado cooperativamente por la Universidad de York y MPB Communications Inc., también es una versión actualizada de un dispositivo similar volado durante una campaña de lanzamiento del CNES en Kiruna, Suecia en 2016. Este vuelo permitirá al equipo ensayar en vuelo las modificaciones realizadas al filtro, los actuadores y la óptica para mejorar el funcionamiento del instrumento para futuras misiones espaciales.


• OPC (Optical Particle Counters) una suite de tres instrumentos: un Contador de Nucleos de Condensación y dos Contadores de Partículas ópticas, uno de diseño nuevo y otro modelo largamente probado que fuera desarrollado hace años por la Universidad de Wyoming. Mediante el muestreo del aire estratosférico y midiendo el tamaño y la concentración de los aerosoles, el objetivo final es proporcionar la validación de las observaciones de dispersión efectuadas desde satélites, comparar las mediciones obtenidas en la misma plataforma por ALI y contribuir al registro científico de la medición in-situ de aerosoles estratosféricos, para comprender mejor la influencia volcánica en la formación y transporte de aerosoles. Los tres dispositivos son un aporte de la Universidad de Saskatchewan, en Canada junto a la Universidad de Colorado y la Universidad de Wyoming, ambas de Estados Unidos.


• GPS y Data Logger un dispositivo electrónico multiuso destinado a registrar y proporcionar la ubicación y la actitud de la góndola durante todo el vuelo. Además, el instrumento monitorizará, a través de varios sensores, la salud de otros componentes a bordo de CARMEN. Incluye una capacidad de almacenamiento a bordo para datos de telemetría y dos cámaras de alta definición. El instrumento es una versión mejorada de una tecnología desarrollada por un grupo de estudiantes de la école de Technologie Supérieure, que fue probada con éxito en 2016 y posteriormente fue mejorada por la Agencia Espacial Canadiense.


• Subsistema de Alimentación consiste en un conjunto de baterías de iones de litio y una unidad de distribución de energía. Es un desarrollo de la Agencia Espacial Canadiense para el programa STRATOS a fin de proporcionar la energía requerida a las cargas útiles.


• RumbleSat Art Package un proyecto de investigación de la Universidad de Calgary consistente en 64 pequeñas obras de arte. Una vez que la carga regrese a la Tierra, comenzará una exposición itinerante por Canadá a partir del 1 de julio de 2017, como parte de la muestra "150 Artistas Celebran los 150 años de Canadá".

Por último, un experimento llamado LOAC (Light Optical Aerosol Counter), fue también instalado a bordo. Desarrollado por el LPC2E (Laboratorio de Física y Química para Medio Ambiente y Espacio, de Orleans, Francia) su objetivo es determinar la concentración y el tamaño de las partículas sólidas y líquidas en el aire, con tamaños de 0,2 a 100 μm.

El globo fue lanzado como de costumbre con el método de balón auxiliar, que por cierto, es una de las formas más suaves de lanzar una carga útil por este medio. El peso de la góndola CARMEN completamente cargada al momento del lanzamiento fue de 754 kilogramos. Después de su liberación, el globo realizó una subida nominal alcanzando una altitud máxima de 37,3 kilómetros y desde allí, fue accionada la válvula en su ápice, para iniciar un lento descenso hasta los 31,6 km. Finalmente la misión fue terminada después de 12 horas y 33 minutos de vuelo, siendo la carga útil recuperada sin problemas en un punto localizado entre los poblados de Hamilton Downs y Milton Park un poco al norte de Tamani road. Bajo estas lineas se puede ver una imagen del momento del lanzamiento del balón, que fuera publicada por la Agencia Espacial Canadiense.

Asimismo, más abajo hay otra imagen que fue tomada por una de las cámaras de CARMEN apuntado hacia tierra, justo debajo del camino seguido por el globo (nadir). Haciendo una pequeña investigación y mirando algunos mapas de la zona he logrado marcar la única característica claramente visible de la imagen: la autopista Stuart que conecta Alice Springs con Darwin, en la costa norte y que puede verse como dos lineas que cruzan en forma oblicua la imagen. A la izquierda se puede ver la fotografia original sin dichos agregados tal y como como fue publicada por la CSA en Twitter.

Con sólo un globo por lanzar, la campaña Austral 2017 está a punto de finalizar.

Estén atentos pues a más noticias sobre el próximo vuelo del telescopio PILOT, la misión más importante y la razón de la realización de esta campaña de lanzamiento de globos del CNES en el hemisferio sur.

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