PROBA-3: la primera misión de “vuelo en formación de precisión” de la historia

La misión PROBA-3 de la ESA, que despegó a bordo del cohete PSLV-XL de la ISRO el 5 de diciembre de 2024, es una formación de dos satélites para "realizar eclipses solares" compuesta por un ocultador y un coronógrafo. Permitirá la observación de la corona solar mediante un coronógrafo durante 6 horas en cada órbita de 19 horas y 36 minutos mediante la creación a demanda de un eclipse solar total por parte del ocultador de la formación. Como demostración de tecnologías de vuelo en formación, la misión PROBA-3 allana el camino para la futura misión LISA basada en interferometría (que será una formación de tres naves espaciales en el espacio) para la detección de ondas gravitacionales (GW) de baja frecuencia.

La misión Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA), que recibió el visto bueno de la ESA a principios de este año y cuyo lanzamiento está previsto para 2035, será el primer observatorio espacial de ondas gravitacionales dedicado a la detección y el estudio de ondas gravitacionales de baja frecuencia (OG) con una frecuencia de entre 0.1 mHz y 1 Hz (o las ondulaciones de milihercios) causadas por distorsiones en el tejido del espacio-tiempo en todo el universo. Será una constelación de tres naves espaciales en una formación de triángulo equilátero precisa en el espacio. Cada lado del triángulo tendrá 2.5 millones de kilómetros de longitud. La formación de las tres naves espaciales orbitará alrededor del Sol en una órbita heliocéntrica detrás de la Tierra entre 50 y 65 millones de kilómetros de la Tierra, manteniendo una distancia media de separación entre naves espaciales de 2.5 millones de kilómetros.

La misión LISA se basará en dos capacidades clave: “detección de ondas gravitacionales de baja frecuencia en el espacio” y “vuelos en formación de precisión en el espacio”. Si bien la tecnología necesaria para la “detección de ondas gravitacionales de baja frecuencia en el espacio” fue probada en vuelo y demostrada por la misión LISA Pathfinder durante 2015-2017, la tecnología para “vuelos en formación de precisión en el espacio” se demostró recientemente el 5 de diciembre de 2024 con la “formación de dos satélites de la misión PROBA-3 que hará un eclipse solar total” entrando en una órbita altamente elíptica. Había despegado en el cohete PSLV-XL de ISRO.

La misión PROBA (Proyecto de Autonomía a Bordo) -3 de la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene dos objetivos clave: la demostración de tecnologías de vuelo en formación y el estudio de la corona solar interior.

PROBA-3 es la primera misión de “vuelo en formación de precisión” de la historia. Se trata de una formación de dos naves espaciales: Occulter y el coronógrafo. La primera (es decir, la nave espacial Occulter) proyecta una sombra controlada con precisión sobre la nave espacial Coronógrafo para producir eclipses solares totales a demanda durante seis horas seguidas, lo que permite la observación de una corona solar mucho más débil. Las dos naves espaciales de la formación están separadas por una distancia de 150 metros con una precisión de un par de milímetros. El vuelo en formación de alta precisión de unidades autónomas en el espacio es un avance significativo en la tecnología espacial que abre la posibilidad de nuevas misiones como la misión LISA basada en interferometría para la detección de ondas gravitacionales (GW) de baja frecuencia en el espacio que no se pueden detectar utilizando detectores terrestres como LIGO, VIRGO, etc. o conjuntos de sincronización de pulsares (PTA).

Mientras que la formación de tres naves espaciales en la misión LISA permitirá la medición (a través de interferometría láser) de cambios extremadamente pequeños en las distancias entre masas de prueba en naves espaciales causadas por ondulaciones gravitacionales, la formación de dos naves espaciales en la misión PROBA –3 está diseñada para permitir la observación de la corona solar por una nave espacial coronógrafa durante 6 horas en cada órbita de 19 horas y 36 minutos a través de la creación a pedido de un eclipse solar total por la nave espacial ocultadora de la formación.

Los eventos naturales de eclipse solar total no brindan suficientes oportunidades para observar la atmósfera exterior del sol, por lo tanto, la oportunidad a pedido proporcionada por PROBA-3 será muy útil en el estudio de la corona solar y los fenómenos asociados para una mejor predicción del clima espacial y las tormentas solares que se sabe que interrumpen los satélites, las infraestructuras de comunicación y las redes eléctricas en la Tierra.

Referencias: