Cuando la nave espacial Huygens de la Agencia Espacial Europea se sumerja en la atmósfera de la luna Titán de Saturno el 14 de enero, los radiotelescopios del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencia ayudarán a los equipos internacionales de científicos a extraer la mayor cantidad posible de información irremplazable de Un experimento único en la historia humana. Huygens es la sonda de 700 libras que ha acompañado a la nave espacial Cassini más grande en una misión para explorar a fondo Saturno, sus anillos y sus numerosas lunas.
El telescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) en Virginia Occidental y ocho de los diez telescopios del Very Long Baseline Array (VLBA) de todo el continente, ubicado en Pie Town y Los Alamos, NM, Fort Davis, TX, North Liberty , IA, Kitt Peak, AZ, Brewster, WA, Owens Valley, CA y Mauna Kea, HI, recibirán directamente la débil señal de Huygens durante su descenso.
Junto con otros radiotelescopios en Australia, Japón y China, las instalaciones de NRAO agregarán significativamente a la información sobre Titán y su atmósfera que se obtendrá de la misión Huygens. Un equipo liderado por Europa utilizará los radiotelescopios para realizar mediciones extremadamente precisas de la posición de la sonda durante su descenso, mientras que un equipo dirigido por Estados Unidos se concentrará en recopilar mediciones de la velocidad de descenso de la sonda y la dirección de su movimiento. Las mediciones del radiotelescopio proporcionarán datos vitales para obtener una comprensión completa de los vientos que Huygens encuentra en la atmósfera de Titán.
Actualmente, los científicos saben poco sobre los vientos de Titán. Los datos del sobrevuelo de la nave espacial Voyager I de 1980 indicaron que los vientos este-oeste pueden alcanzar 225 mph o más. Los vientos norte-sur y los posibles vientos verticales, aunque probablemente mucho más débiles, aún pueden ser significativos. Existen modelos teóricos competitivos de los vientos de Titán, y la imagen general se resume mejor como mal entendida. Las predicciones de dónde aterrizará la sonda Huygens van desde casi 250 millas al este hasta casi 125 millas al oeste del punto donde se despliega su paracaídas por primera vez, dependiendo del modelo de viento que se use. Lo que realmente le sucede a la sonda mientras hace su descenso en paracaídas a través de la atmósfera de Titán les dará a los científicos la mejor oportunidad para aprender sobre los vientos de Titán.
Durante su descenso, Huygens transmitirá datos de sus sensores a bordo a Cassini, la "nave nodriza" que lo llevó a Titán. Cassini luego retransmitirá los datos a la Tierra. Sin embargo, los radiotelescopios grandes podrán recibir la señal débil (10 vatios) de Huygens directamente, incluso a una distancia de casi 750 millones de millas. Esto no se hará para duplicar la recopilación de datos, sino para generar nuevos datos sobre la posición y los movimientos de Huygens mediante la medición directa.
Las mediciones del cambio Doppler en la frecuencia de la señal de radio de Huygens hecha desde la nave espacial Cassini, en un experimento dirigido por Mike Bird de la Universidad de Bonn, proporcionarán en gran medida información sobre la velocidad de los vientos este-oeste de Titán. Un equipo dirigido por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, medirá el cambio Doppler en la señal de la sonda en relación con la Tierra. Estas mediciones Doppler adicionales de los radiotelescopios con base en la Tierra proporcionarán datos importantes necesarios para aprender sobre los vientos norte-sur.
"Agregar los telescopios terrestres al experimento no solo ayudará a confirmar los datos que obtenemos del orbitador Cassini, sino que también nos permitirá obtener una imagen mucho más completa de los vientos en Titán", dijo William Folkner, un científico del JPL.
Otro equipo, liderado por científicos del Instituto Conjunto de Interferometría de Línea de Base Muy Larga en Europa (JIVE), en Dwingeloo, Países Bajos, utilizará una red mundial de radiotelescopios, incluidos los telescopios NRAO, para rastrear la trayectoria de la sonda con una experiencia sin precedentes. exactitud. Esperan medir la posición de la sonda dentro de dos tercios de una milla (1 kilómetro) a una distancia de casi 750 millones de millas.
"Eso es como poder sentarse en su patio trasero y ver la pelota en un juego de ping-pong que se juega en la Luna", dijo Leonid Gurvits de JIVE.
Los equipos JPL y JIVE registrarán los datos recopilados por los radiotelescopios y los procesarán más tarde. En el caso de las mediciones Doppler, puede estar disponible cierta información en tiempo real, dependiendo de la intensidad de la señal, pero los científicos de este equipo también planean hacer su análisis detallado de los datos registrados.
El equipo de JPL está utilizando instrumentación especial de la Red de Espacio Profundo llamada Radio Science Receivers. Uno será prestado al GBT y otro al observatorio de radio Parkes. "Este es el mismo instrumento que nos permitió soportar las desafiantes comunicaciones durante el aterrizaje de los rovers Spirit y Opportunity Mars, así como la inserción Cassini Saturn Orbit cuando la señal de radio recibida era muy débil", dijo Sami Asmar, responsable científico del JPL. para la grabación de datos.
Cuando la sonda de la nave espacial Galileo entró en la atmósfera de Júpiter en 1995, un equipo de JPL utilizó el radiotelescopio Very Large Array (VLA) de la NSF en Nuevo México para rastrear directamente la señal de la sonda. Agregar los datos del VLA a ese experimento mejoró dramáticamente la precisión de las mediciones de la velocidad del viento.
“La sonda Galileo nos dio una sorpresa. Contrariamente a algunas predicciones, aprendimos que los vientos de Júpiter se hicieron más fuertes a medida que profundizamos en su atmósfera. Eso nos dice que esos vientos más profundos no son impulsados completamente por la luz solar, sino también por el calor que proviene del núcleo del planeta. Si tenemos suerte en Titán, allí también tendremos sorpresas ", dijo Robert Preston, otro científico del JPL.
La sonda Huygens es una nave espacial construida por la Agencia Espacial Europea (ESA). Además de los telescopios NRAO, el JPL Doppler Wind Experiment utilizará la Instalación Nacional del Telescopio de Australia y otros radiotelescopios en Parkes, Mopra y Ceduna, Australia; Hobart, Tasmania; Urumqi y Shanghai, China; y Kashima, Japón. Las mediciones posicionales son un proyecto liderado por JIVE e involucra a la ESA, la Fundación Holandesa para la Investigación en Astronomía, la Universidad de Bonn, la Universidad Tecnológica de Helsinki, JPL, la Instalación Nacional del Telescopio de Australia, los Observatorios Astronómicos Nacionales de China, el Observatorio Astronómico de Shanghai y el Instituto Nacional de Tecnologías de la Comunicación en Kashima, Japón.
El Instituto Conjunto para VLBI en Europa está financiado por los consejos nacionales de investigación, instalaciones e institutos nacionales de los Países Bajos (NWO y ASTRON), el Reino Unido (PPARC), Italia (CNR), Suecia (Observatorio Espacial Onsala, Instalación Nacional), España (IGN) y Alemania (MPIfR). La red europea VLBI es una instalación conjunta de institutos de radioastronomía europeos, chinos, sudafricanos y de otro tipo financiados por sus consejos nacionales de investigación. El Telescopio de Australia está financiado por la Commonwealth de Australia para funcionar como una Instalación Nacional administrada por CSIRO.
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente original: Comunicado de prensa de NRAO
