GRAIL

El Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad[3] o GRAIL por sus siglas en inglés Gravity Recovery And Interior Laboratory fue una misión científica lunar estadounidense del Programa Discovery, que realizó una cartografía de alta calidad del campo gravitatorio de la Luna para determinar su estructura interior. Maria Zuber del Instituto Tecnológico de Massachusetts fue la principal investigadora de la misión GRAIL. El equipo de expertos científicos e ingenieros también incluyó a la exastronauta de la NASA Sally Ride (fallecida el 23 de julio de 2012), quien mostró al público los logros de la misión. El Laboratorio de propulsión a chorro (JPL) de la NASA dirigió el proyecto. A fecha de 5 de agosto de 2011, el programa tenía un coste de 496 millones de dólares.[4]

GRAIL

Imagen artística del tándem de naves GRAIL sobre la superficie lunar
Operador NASA / Laboratorio de propulsión a chorro (JPL)
Coste 496 200 000 dólares estadounidenses
Página web enlace
Duración de la misión 4369 días y 2 horas
Propiedades de la nave
Fabricante Lockheed Martin Space Systems
Instituto Tecnológico de Massachusetts
Masa de lanzamiento 132,6 kg
Potencia eléctrica Paneles solares / Batería de ion de litio
Comienzo de la misión
Lanzamiento 10 de septiembre de 2011
Vehículo Delta II 7920H-10 configuración (D-356)[1]
Lugar Complejo de lanzamiento espacial 17B
Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral
Parámetros orbitales
Sistema de referencia Órbita circular polar[2]
Altitud 50 kilómetros[2]
Período 113 minutos[2]
Orbitador de Luna
Inserción orbital 31 de diciembre de 2011 y 1 de enero de 2012

Insignia de la misión GRAIL

Desarrollo de la misión

Las dos pequeñas naves espaciales GRAIL A (Ebb) y GRAIL B (Flow)[5] fueron lanzadas el 10 de septiembre de 2011 a bordo de un solo vehículo de lanzamiento: la configuración más potente del cohete Delta II, el 7920H-10, después de que su lanzamiento se aplazara en dos ocasiones. [6] [7][1][8][9] GRAIL A se separó del cohete unos nueve minutos después del lanzamiento, y GRAIL B la siguió unos ocho minutos más tarde. Llegaron a sus órbitas alrededor de la Luna con 25 horas de separación.[10][11] La primera sonda entró en órbita el 31 de diciembre de 2011 y la segunda la siguió el 1 de enero de 2012.[12] Las dos naves impactaron la superficie lunar el 17 de diciembre de 2012.[13]

Punto de la colisión programada sobre la superficie lunar de la misión GRAIL el 17 de diciembre de 2012

La técnica para cartografiar la gravedad es similar a la que usó el Experimento de Clima y Recuperación Gravitatoria (GRACE, en inglés Gravity Recovery And Climate Experiment), y el diseño de la nave se basa en el XSS-11.[14]

A diferencia del Programa Apolo que necesitaba 3 días para llegar a la Luna, GRAIL necesita un viaje de baja energía hacia la luna usando el punto de Lagrange 1 Sol-Tierra que dura de 3 a 4 meses para reducir las necesidades de combustible, proteger los instrumentos y reducir la velocidad de la nave en el momento de llegada a la Luna y así conseguir alcanzar la órbita extremadamente baja de 50 km (31 mi) con una separación de 175-225 km (las naves llegaron con una diferencia de 24 horas la una de la otra).[15][16] La tolerancia en el plan de vuelo está tan ajustada que el espacio para la corrección de errores deja una ventana de 1 segundo y solo habrá 2 oportunidades de lanzamiento al día.[17]

La fase científica de la misión tuvo una duración de 90 días. A continuación de la fase científica (o de una fase añadida a la misión), la nave quedó fuera de servicio cinco días, después del que la nave impactó contra la superficie lunar tras 40 días.[2]

Objetivos

Cada nave transmite y recibe telemetría de la otra nave y de las instalaciones en la Tierra. Al medir la distancia entre las dos naves se pueden obtener el campo gravitatorio y la estructura geológica de la Luna. El campo gravitatorio de la Luna fue cartografiado con un detalle sin precedentes.[18]

Objetivos principales
  • Cartografiar la estructura de la corteza lunar y la litosfera.
  • Comprender la evolución térmica asimétrica de la Luna.
  • Determinar la estructura del subsuelo de los cráteres por impacto y el origen de los mascones lunares.
  • Determinar la evolución temporal de las brechas de la corteza y el magma.
  • Conocer la estructura de la parte más profunda de la Luna.
  • Establecer los límites en el tamaño del núcleo interior de la Luna.

La recolección de datos duró unos 90 días, seguida de otra etapa de 12 meses donde se analizaron los datos obtenidos.[18] Los datos empezaron a estar disponibles unos 30 días después de que se empezó a recogerlos.[15] El conocimiento que se adquirido ayudará a entender la historia evolutiva de los otros planetas terrestres.[15]

Instrumentos
  • KBR (Ka band ranging assembly)
  • Radiofaro científico (RSB, en inglés Radio science beacon)
  • MoonKam (Conocimiento Adquirido de la Luna por estudiantes de secundaria, en inglés Moon Knowledge Acquired by Middle school students)[19]

Cada nave contó hasta con cinco cámaras.[18]

Intentos de lanzamiento
IntentoPlaneadoResultadoCambio de planRazónMomento de la decisiónMeteorología para GO %Notas
18 sep 2011, 8:37:06 amcancelado---fuertes vientos en altura8 sep 2011, 8:30 am40%Se lanzó un globo meteorológico minutos antes de llegar a una decisión para tomar las últimas lecturas y un avión de la Fuerza Aérea de reconocimiento meteorológico estuvo en el aire desde las 7 a. m..
28 sep 2011, 9:16:12 amcancelado0 días, 0 horas, 39 minutosfuertes vientos en altura8 sep 2011, 9:07 am40%El campo de lanzamiento se configuró para usar antenas onmidireccionales en lugar de direccionales para un lanzamiento con 99 grados de acimut.
39 sep 2011, 8:33:25 amcancelado0 días, 23 horas, 17 minutospropulsión del cohete40%Se detectó un problema con el sistema de propulsión del cohete mientras se vaciaba de combustible el cohete Delta II
410 sep 2011, 8:29:45 amcancelado[20]0 días, 23 horas, 56 minutosfuertes vientos[20]10 sep 2011, 8:21 am60%
510 sep 2011, 9:08:52 améxito0 días, 0 horas, 39 minutos
Técnicos de la nave cierran el carenado de la carga útil donde está GRAIL antes del lanzamiento.
GRAIL a la espera del lanzamiento en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral
El cohete Delta II de United Launch Alliance se eleva hacia el cielo para llevar a GRAIL al espacio.

Referencias
  1. «Información ULA GRAIL D-356» (en inglés). Archivado desde el original el 1 de septiembre de 2011.
  2. MIT. «Diseño de la misión GRAIL» (en inglés). Consultado el 28 de agosto de 2011.
  3. «GRAIL investigará la Luna».
  4. Marcia Dunn, AP Aerospace Writer (Friday, 05 August 2011). «NASA Spacecraft Begins 5-Year Trip to Jupiter». Yahoo (en inglés).
  5. Agle, DC. «Montana Students Submit Winning Names for NASA Lunar Spacecraft». NASA JPL.
  6. «Ficha técnica Delta II» (en inglés). Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2011.
  7. Grey Hautaluoma (10 de diciembre de 2007). «New NASA Mission to Reveal Moon's Internal Structure and Evolution» (en inglés). NASA. Consultado el 15 de abril de 2010.
  8. Delta II: The Industry Workhorse. United Launch Alliance. 2010. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2011. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  9. Grey Hautaluoma (10 de diciembre de 2007). «New NASA Mission to Reveal Moon's Internal Structure and Evolution». NASA. Consultado el 31 de agosto de 2011.
  10. Moon-bound twin GRAIL spacecraft launch success
  11. Spaceflight101 Archivado el 11 de febrero de 2015 en Wayback Machine.
  12. «First of NASA's GRAIL Spacecraft Enters Moon Orbit». NASA. Consultado el 1 de enero de 2012.
  13. GRAIL Twins crash into the Moon to complete highly successful Mission Archivado el 11 de febrero de 2015 en Wayback Machine.
  14. Taylor Dinerman (Monday, 31 December 2007). «Is XSS-11 the answer to America’s quest for Operationally Responsive Space?». The Space Review (en inglés).
  15. «Resumen de la misión» (en inglés). MIT. Consultado el 12 de marzo de 2011.
  16. «Diseño de la misión». NASA. Archivado desde el original el 3 de octubre de 2011.
  17. «Informe del lanzamiento del Delta. Tabla de la ventana de lanzamiento de GRAIL» (en inglés).
  18. «Acerca de GRAIL» (en inglés). MIT. Consultado el 12 de marzo de 2011.
  19. «Acerca de GRAIL MoonKAM» (en inglés). Sally Ride Science. 2010. Archivado desde el original el 27 de abril de 2010. Consultado el 15 de abril de 2010.
  20. «NASA's GRAIL Mission Lifts Off» (en inglés). 10 de septiembre de 2011. Consultado el 10 de noviembre de 2011.

Enlaces externos
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