Articulo de referencia

Explorador de límites interestelares

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El Explorador de Límites Interestelares ( IBEX , Explorer 91 o SMEX-10 ) es un satélite de la NASA en órbita terrestre que utiliza átomos neutros energéticos (ENA) para obtener imágenes de la región de interacción entre el Sistema Solar y el espacio interestelar . La misión forma parte del programa Small Explorer de la NASA y fue lanzada con un vehículo de lanzamiento Pegasus-XL el 19 de octubre de 2008. [ 3 ]

La misión está dirigida por el Dr. David J. McComas (investigador principal de IBEX), anteriormente del Southwest Research Institute (SwRI) y ahora en la Universidad de Princeton . El Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin construyeron los sensores IBEX-Hi e IBEX-Lo, respectivamente. Orbital Sciences Corporation fabricó la plataforma del satélite y fue el lugar donde se realizaron las pruebas ambientales de la nave espacial. La duración nominal de la misión base fue de dos años después de su puesta en servicio, y la fase principal finalizó a principios de 2011. La nave espacial y los sensores siguen en buen estado y la misión continúa en su fase extendida. [ 4 ]

IBEX se encuentra en una órbita estabilizada por rotación orientada hacia el Sol alrededor de la Tierra. [ 5 ] En junio de 2011, IBEX fue trasladado a una nueva órbita, más eficiente y mucho más estable. [ 6 ] En la nueva órbita no se acerca tanto a la Luna y consume menos combustible para mantener su posición. [ 6 ]

La nave espacial está equipada con dos cámaras de gran apertura que detectan átomos energéticos neutros (ENA) con energías de 10  eV a 2 keV (IBEX-Lo) y de 300 eV a 6 keV (IBEX-Hi).   

La misión estaba prevista inicialmente para un período operativo de 24 meses. Posteriormente, se extendió, y la nave espacial seguía en funcionamiento en 2024..

Astronave

IBEX (derecha) y Star 27 .
Pruebas de la balanza giratoria IBEX

La nave espacial está construida sobre una base octogonal, de aproximadamente 58 cm (23 pulgadas) de alto y 95 cm (37 pulgadas) de ancho. La masa en seco es de 80 kg (180 libras) y la carga útil de instrumentos comprende 26 kg (57 libras) . La masa con combustible completo es de 107 kg (236 libras) , y la masa de lanzamiento de todo el sistema de vuelo, incluido el motor de cohete sólido ATK Star 27 , es de 462 kg (1019 libras) . La propia nave espacial tiene un sistema de control de actitud de hidracina . La energía es producida por un panel solar con una capacidad de 116 vatios , y el consumo de energía nominal es de 66 W (16 W para la carga útil). Las comunicaciones se realizan a través de dos antenas hemisféricas con una velocidad de datos de enlace descendente nominal de 320 kbps y una velocidad de enlace ascendente de 2 kbps. [ 7 ]            

Objetivo científico

El objetivo científico de la misión Interstellar Boundary Explorer (IBEX) es descubrir la naturaleza de las interacciones entre el viento solar y el medio interestelar en el borde del Sistema Solar. [ 8 ] IBEX ha logrado este objetivo generando mapas de todo el cielo de la intensidad (integrada sobre la línea de visión) de las ENA en un rango de energías cada seis meses. La mayoría de estas ENA se generan en la heliofunda , que es la región de interacción.

Misión

IBEX en un carenado

Lanzamiento

El satélite IBEX se acopló a su vehículo de lanzamiento Pegasus XL en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg , California , y el vehículo combinado fue suspendido debajo del avión nodriza Lockheed L-1011 Stargazer y volado al atolón Kwajalein en el océano Pacífico central . [ 9 ] El Stargazer llegó al atolón Kwajalein el 12 de octubre de 2008. [ 8 ]

El satélite IBEX fue puesto en órbita el 19 de octubre de 2008 por el vehículo de lanzamiento Pegasus XL. El vehículo de lanzamiento se liberó del Stargazer , que despegó del atolón de Kwajalein a las 17:47:23 UTC . [ 3 ] Al lanzar desde este sitio cercano al ecuador , el vehículo de lanzamiento Pegasus puso en órbita hasta 16 kg (35 lb) más de masa que si se hubiera lanzado desde el Centro Espacial Kennedy en Florida . [ 10 ]  

Perfil de la misión

El satélite IBEX se lanzó inicialmente a una órbita de transferencia altamente elíptica con un perigeo bajo y utilizó un motor de cohete de combustible sólido como etapa de impulso final en el apogeo para elevar considerablemente su perigeo y lograr la órbita elíptica de gran altitud deseada.

IBEX se encuentra en una órbita terrestre elíptica altamente excéntrica, que abarca desde un perigeo de aproximadamente 86 000 km (53 000 millas) hasta un apogeo de aproximadamente 260 000 km (160 000 millas) . Su órbita original era de aproximadamente 7 000 × 320 000 km (4 300 × 198 800 millas) [ 5 ] , es decir, aproximadamente el 80 % de la distancia a la Luna , la cual ha cambiado principalmente debido a un ajuste intencional para prolongar la vida útil de la nave espacial.          

Esta órbita tan elevada permite al satélite IBEX salir de la magnetosfera terrestre al realizar observaciones científicas. Esta altitud extrema es crucial debido a la cantidad de interferencia de partículas cargadas que se produciría al tomar mediciones dentro de la magnetosfera. Cuando se encuentra dentro de la magnetosfera terrestre ( 70 000 km (43 000 millas) ), el satélite también realiza otras funciones, incluyendo la transmisión de datos de telemetría . [ 11 ]  

Órbita ajustada

En junio de 2011, IBEX cambió a una nueva órbita que elevó su perigeo a más de 30 000 km (19 000 millas) . La nueva órbita tiene un período de un tercio de mes lunar, lo que, con la fase correcta, evita que la nave espacial se acerque demasiado a la Luna, cuya gravedad puede afectar negativamente la órbita de IBEX. La nave espacial ahora usa menos combustible para mantener una órbita estable, lo que aumenta su vida útil a más de 40 años. [ 6 ]  

Instrumentos

Sensor IBEX Lo

Se está visualizando el límite heliosférico del Sistema Solar midiendo la ubicación y magnitud de las colisiones de intercambio de carga que ocurren en todas las direcciones. La carga útil del satélite consta de dos generadores de imágenes de átomos neutros energéticos (ENA), IBEX-Hi e IBEX-Lo. Cada uno consta de un colimador que limita su campo de visión (FoV), una superficie de conversión para convertir hidrógeno y oxígeno neutros en iones , un analizador electrostático (ESA) para suprimir la luz ultravioleta y seleccionar iones de un rango de energía específico, y un detector para contar partículas e identificar el tipo de cada ion. Ambos sensores son cámaras de un solo píxel con un campo de visión de aproximadamente 7° x 7°. El instrumento IBEX-Hi registra el conteo de partículas en una banda de energía más alta (300 eV a 6 keV) que la banda de energía de IBEX-Lo (10 eV a 2 keV). La carga útil científica también incluye una Unidad Electrónica Combinada (CEU) que controla los voltajes del colimador y del ESA, y lee y registra datos de los detectores de partículas de cada sensor. [ 12 ]

Comunicación

En comparación con otros observatorios espaciales, IBEX tiene una baja tasa de transferencia de datos debido a los requisitos limitados de la misión. [ 13 ]

... Las tasas de transferencia de datos de IBEX son lentas en comparación con otros telescopios debido a la naturaleza de los datos que recopila. IBEX no necesita una conexión de "alta velocidad", ya que solo tiene la oportunidad de recopilar hasta unas pocas partículas por minuto. La comunicación del satélite a la Tierra es 20 veces más lenta que un módem de cable doméstico típico (320 000 bits por segundo) [es la velocidad de transferencia del satélite], [ 14 ] y de la Tierra al satélite solo 2000 bits por segundo, ¡lo que es 250 veces más lento! Una vez que la señal es captada por los receptores en la Tierra, se transmite por Internet al centro de control de la misión en Dulles, Virginia , y al Centro de Operaciones Científicas de IBEX en San Antonio , Texas .

Preguntas y respuestas de IBEX de la NASA [ 13 ]

Recopilación de datos

Mapa de alta energía de la heliosfera
La franja de emisiones de ENA que se observa en el mapa de IBEX.

IBEX está recolectando emisiones de átomos neutros energéticos (ENA) que viajan a través del Sistema Solar hacia la Tierra y que no pueden ser medidas por telescopios convencionales. Estos ENA se crean en el límite del Sistema Solar por las interacciones entre partículas del viento solar y partículas del medio interestelar. [ 15 ]

En promedio, IBEX-Hi detecta alrededor de 500 partículas por día, e IBEX-Lo, menos de 100. [ 16 ] Para 2012, se habían publicado más de 100 artículos científicos relacionados con IBEX, descritos por el investigador principal como "una cosecha científica increíble". [ 16 ]

Disponibilidad de datos

A medida que se validan los datos de IBEX, estos se publican en una serie de actualizaciones en el sitio web de datos públicos de IBEX del SwRI . Además, los datos se envían periódicamente al Centro de Datos de Física Espacial de la NASA (SPDF), que es el archivo oficial de datos de IBEX. Los datos de SPDF se pueden consultar en el Portal de Datos de Heliofísica.

Resultados científicos

Animación que ilustra la recopilación de datos de IBEX sobre átomos neutros en el límite del Sistema Solar.
Mucho más allá de la órbita de Neptuno , el viento solar y el medio interestelar interactúan para crear una región conocida como la heliofunda interior, delimitada en su interior por la onda de choque de terminación y en su exterior por la heliopausa .

Los datos iniciales revelaron una "cinta muy estrecha" previamente imprevista que es dos o tres veces más brillante que cualquier otra cosa en el cielo. [ 17 ] Las interpretaciones iniciales sugieren que "el entorno interestelar tiene mucha más influencia en la estructuración de la heliosfera de lo que se creía anteriormente". [ 15 ] Se desconoce qué está creando la cinta de átomos neutros energéticos (ENA). [ 18 ] El Sol está viajando actualmente a través de la Nube Interestelar Local , y el tamaño y la forma de la heliosfera son factores clave para determinar su poder de protección contra los rayos cósmicos . Si IBEX detecta cambios en la forma de la cinta, eso podría mostrar cómo la heliosfera está interactuando con la Niebla Local . [ 19 ] También ha observado ENA de la magnetosfera de la Tierra . [ 4 ]

En octubre de 2010, se detectaron cambios significativos en la cinta después de seis meses, según el segundo conjunto de observaciones de IBEX. [ 20 ]

Luego detectó átomos neutros de fuera del Sistema Solar, cuya composición resultó ser diferente a la del Sol. [ 21 ] Sorprendentemente, IBEX descubrió que la heliosfera no tiene onda de choque frontal y midió su velocidad relativa al medio interestelar local (LISM) en 23,2 km/s (14,4 mi/s) , mejorando la medición anterior de 26,3 km/s (16,3 mi/s) realizada por Ulysses . [ 22 ] Estas velocidades equivalen a un 25 % menos de presión sobre la heliosfera del Sol de lo que se pensaba anteriormente. [ 21 ] [ 22 ]    

En julio de 2013, los resultados de IBEX revelaron una cola de 4 lóbulos en la heliosfera del Sistema Solar. [ 23 ]

Véase también

Referencias

  1. McComas, DJ (18 de abril de 2009). "IBEX—Interstellar Boundary Explorer" . Space Science Reviews . 146 : 11–33 . doi : 10.1007/s11214-009-9499-4 . Recuperado el 4 de enero de 2026 .
  2. "Trayectoria: IBEX (Explorer 91) 2008-051A" . NASA. 28 de octubre de 2021. Consultado el 9 de diciembre de 2021 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  3. 1 2 Ray, Justin (19 de octubre de 2008). "Centro de estado de la misión: Pegasus/IBEX" . Spaceflight Now. Archivado del original el 4 de septiembre de 2018. Recuperado el 27 de noviembre de 2009 .
  4. 1 2 "Actualizaciones archivadas" . Instituto de Investigación del Suroeste.
  5. 1 2 "Hoja informativa: IBEX" (PDF) . Orbital ATK. FS001_06_3695. Archivado del original (PDF) el 16 de marzo de 2015. Recuperado el 27 de abril de 2015 .
  6. 1 2 3 McComas, Dave (14 de noviembre de 2011). "Maniobra de elevación de órbita de IBEX" . Instituto de Investigación del Suroeste . Recuperado el 1 de marzo de 2012 .
  7. "Pantalla: IBEX (Explorer 91) 2008-051A" . NASA. 28 de octubre de 2021. Consultado el 8 de diciembre de 2021 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  8. 1 2 "Misión Exploradora de Límites Interestelares" . NASA. 14 de octubre de 2008. Archivado del original el 4 de octubre de 2019. Recuperado el 16 de octubre de 2008 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  9. Diller, George (3 de octubre de 2008). "Informe de estado del vehículo de lanzamiento desechable" . NASA. ELV-100308.
  10. McComas, Dave (noviembre de 2006). "Janet Ball, Lockheed Martin Space Systems" . Southwest Research Institute . Consultado el 19 de noviembre de 2009 .
  11. "Preguntas frecuentes sobre IBEX" . NASA. 14 de enero de 2008. Archivado del original el 9 de marzo de 2016. Consultado el 14 de enero de 2019 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  12. «IBEX COSPAR DNI 2008-051A» . NASA. 28 de noviembre de 2018 . Consultado el 22 de enero de 2019 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  13. 1 2 "IBEX Q and A" . NASA. 25 de julio de 2008. Archivado del original el 24 de junio de 2017. Recuperado el 14 de mayo de 2015 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  14. http://www.nasa.gov/pdf/280255main_IBEXFactSheetOct08.pdfDominio público Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  15. 1 2 McComas, Dave (15 de octubre de 2009). "¡Primeros resultados científicos de IBEX!" . Instituto de Investigación del Suroeste . Recuperado el 5 de septiembre de 2010 .
  16. 1 2 McComas, Dave (15 de octubre de 2012). "3 años de observaciones de IBEX" . Instituto de Investigación del Suroeste.
  17. Baldwin, Emily (15 de octubre de 2009). "IBEX mapea el borde del Sistema Solar" . Astronomy Now. Archivado del original el 21 de septiembre de 2016. Recuperado el 14 de agosto de 2016 .
  18. Kerr, Richard A. (16 de octubre de 2009). "Atando el sistema solar con una cinta de partículas cargadas" . Science . 326 (5951). Revista Science: 350–351 . doi : 10.1126/science.326_350a . PMID 19833930 . 
  19. «Una misteriosa banda de partículas contiene pistas sobre el futuro del Sistema Solar» . Revista Cosmos. 25 de enero de 2010. Archivado del original el 13 de octubre de 2016. Consultado el 5 de septiembre de 2010 .
  20. "El borde siempre cambiante del sistema solar" . Revista de Astrobiología. 2 de octubre de 2010. Archivado del original el 23 de agosto de 2014. Consultado el 8 de noviembre de 2010 .
  21. 1 2 "IBEX revela un límite faltante en el borde del sistema solar" . NASA. 10 de mayo de 2012. Archivado del original el 7 de marzo de 2013. Recuperado el 11 de mayo de 2012 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  22. 1 2 Kohler, Susanna (14 de mayo de 2012). "No habrá sorpresas para este arco: IBEX dice que nos equivocamos" . Astrobites . Recuperado el 14 de agosto de 2016 .
  23. "La sonda IBEX de la NASA ofrece la primera vista de la cola del sistema solar" . NASA. 10 de julio de 2013. Archivado del original el 9 de septiembre de 2018. Consultado el 13 de agosto de 2015 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  • Sitio web oficial
  • Datos públicos de IBEX del equipo científico de IBEX.
  • Portal de datos de heliofísica archivado el 23 de enero de 2019 en Wayback Machine por la División de Heliofísica de la NASA.
  • Perfil de la misión IBEX del programa de exploración del sistema solar de la NASA.
  • Una nave espacial de la NASA revela cambios en los confines del sistema solar en YouTube.
  • McComas, D.; Allegrini, F.; Bartolone, L.; Bochsler, P.; Bzowski, M.; et  al. (septiembre de 2005). Fleck, B.; Zurbuchen, TH; Lacoste, H. (eds.). La misión Explorador de Límites Interestelares (IBEX) . Solar Wind 11 / SOHO 16: Conectando el Sol y la Heliosfera. 12-17 de junio de 2005. Whistler, Columbia Británica, Canadá. pág.  689. Bibcode : 2005ESASP.592..689M . ISBN 92-9092-903-0.
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