Las naves espaciales robóticas son sistemas especialmente diseñados y construidos que pueden funcionar en entornos hostiles específicos. Su complejidad y capacidades varían mucho y sus propósitos son diversos. Para dar algún sentido a todas estas variables, este capítulo designa arbitrariamente ocho amplias clases de naves espaciales robóticas de acuerdo con las misiones que la nave espacial está destinada a realizar:

• Nave espacial sobrevuelo
• Nave espacial Orbiter
• Nave espacial Atmosférica
• Lander
• Rover
• Nave espacial Penetradora
• Nave espacial Observatorio
• Nave espacial de comunicaciones

Ilustramos estas ocho clases ofreciendo un ejemplo principal de cada una de las que se muestran en esta página y, en la mayoría de los casos, algunos ejemplos vinculados adicionales. Asegúrese de seleccionar y leer cada ejemplo principal, además de varios enlaces adicionales. El sitio web público del JPL tiene una lista actualizada de todas las misiones de naves espaciales robóticas JPL pasadas, actuales, futuras y propuestas. Las naves espaciales que transportan ocupantes humanos no se consideran aquí.

(1) Nave espacial sobrevuelo

La nave espacial sobrevuelo realizó la fase inicial de reconocimiento de la exploración del sistema solar. Siguen una órbita solar continua o trayectoria de escape, para nunca ser capturados en una órbita planetaria. Deben tener la capacidad de usar sus instrumentos para observar los objetivos que pasan. Idealmente, pueden desplazarse para compensar el movimiento aparente del objetivo en el campo de visión de los instrumentos ópticos. Deben vincular los datos a la Tierra, almacenando datos a bordo durante los períodos en que sus antenas están fuera del punto de tierra. Deben ser capaces de sobrevivir largos períodos de crucero interplanetario. Las naves espaciales de sobrevuelo pueden diseñarse para estabilizarse en 3 ejes utilizando propulsores o ruedas de reacción o para girar continuamente para la estabilización. Nuestro mejor ejemplo de la categoría de naves espaciales de sobrevuelo es la Voyager 2, que realizó encuentros en los sistemas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Haga clic en la imagen de la Voyager para obtener detalles de las naves espaciales gemelas Voyager 1 y 2. Otros ejemplos de naves espaciales de sobrevuelo incluyen:

• Stardust Retorno de muestras cometarias
• Mariner 2 a Venus
• Mariner 4 a Marte
• Mariner 5 a Venus
• Mariner 6 y 7 a Marte
• Mariner 10 a Mercurio
• Pioneros 10 y 11 a Júpiter y Saturno

(2) Nave espacial Orbiter

Una nave espacial diseñada para viajar a un planeta distante y entrar en órbita a su alrededor debe llevar consigo una capacidad propulsiva sustancial para desacelerarla en el momento adecuado para lograr la inserción en órbita. Tiene que ser diseñado para vivir con el hecho de que ocurrirán ocultaciones solares, en las que el planeta ensombrece la nave espacial, cortando la producción de energía eléctrica de cualquier panel solar y sometiendo al vehículo a una variación térmica extrema. También ocurrirán ocultaciones de la Tierra, cortando las comunicaciones de enlace ascendente y descendente con la Tierra. Las naves espaciales Orbiter están llevando a cabo la segunda fase de exploración del sistema solar, siguiendo el reconocimiento inicial con un estudio en profundidad de cada uno de los planetas. Estos incluyen Magallanes, Galileo, Mars Global Surveyor y Cassini. Nuestro mejor ejemplo de la categoría de naves espaciales orbitadoras es Galileo, que entró en órbita alrededor de Júpiter en 1995 para llevar a cabo un estudio muy exitoso del sistema joviano. Haga clic en la imagen de Galileo para obtener detalles de la nave espacial Galileo. Otros ejemplos de naves espaciales orbitadoras incluyen:

• Marinero 9 Orbitador de Marte
• Cassini Orbitador de Saturno
• Mars Global Surveyor
• TOPEX/Poseidón Orbitador terrestre
• Ulises Orbitador Polar Solar
• Jasón Orbitador terrestre
• Marte ’01 Orbitador
• Magellan Orbitador venus
• Mars Observer perdió una nave espacial

(3) Nave espacial atmosférica

Las naves espaciales atmosféricas están diseñadas para una misión relativamente corta para recopilar datos sobre la atmósfera de un planeta o satélite. Uno típicamente tiene un complemento limitado de subsistemas de naves espaciales. Por ejemplo, una nave espacial atmosférica puede no tener necesidad de subsistemas de propulsión o subsistemas de sistemas de control de actitud y articulación en absoluto. Requiere una fuente de alimentación eléctrica, que puede ser simplemente baterías, y equipos de telecomunicaciones para el seguimiento y la retransmisión de datos. Sus instrumentos científicos pueden tomar medidas directas de la composición, la temperatura, la presión, la densidad, el contenido de nubes y los rayos de una atmósfera.

Por lo general, las naves espaciales atmosféricas son llevadas a su destino por otra nave espacial. Galileo llevó su sonda atmosférica en una trayectoria de impacto con Júpiter en 1995 y aumentó su velocidad de giro para estabilizar la actitud de la sonda para la entrada atmosférica. Después de la liberación de la sonda, Galileo maniobró para cambiar de una trayectoria de impacto a una trayectoria de inserción de órbita de Júpiter. Un aeroshell protegió la sonda de los miles de grados de calor creados por la fricción atmosférica durante la entrada atmosférica, luego los paracaídas se desplegaron después de que el aeroshell fue desechado. La sonda completó su misión con la energía de la batería, y el orbitador transmitió los datos a la Tierra. La Misión Multisonda Pioneer 13 Venus desplegó cuatro sondas atmosféricas que devolvieron datos directamente a la Tierra durante el descenso a la atmósfera venusiana en 1978.

Los paquetes de globos son sondas atmosféricas diseñadas para la suspensión de una bolsa de gas flotante para flotar y viajar con el viento. Las misiones soviéticas Vega 1 y Vega 2 al cometa Halley en 1986 desplegaron globos atmosféricos en la atmósfera de Venus en ruta hacia el cometa. DSN rastreó los globos instrumentados para investigar los vientos en la atmósfera venusiana. (Las misiones Vega también desplegaron módulos de aterrizaje Venus). Aunque actualmente no están financiados, los planes informales para otros tipos de naves espaciales atmosféricas incluyen aviones instrumentados a batería y globos para investigaciones en la atmósfera de Marte.

Nuestro mejor ejemplo de la categoría de naves espaciales atmosféricas es Huygens, que está siendo llevada a la luna Titán de Saturno por la nave espacial Cassini. Haga clic en la imagen de Huygens para obtener detalles de la nave espacial Huygens. Otros ejemplos de naves espaciales atmosféricas incluyen:

• Sonda atmosférica Galileo
• Globo de Marte
• Dirigible Titan «Aerover»
• Vega 1 Globo de Venus
• Vega 2 Globo de Venus
• Desarrollo de Aerovehículos Planetarios JPL
• Pionero 13 Misión Venus Multisonda

(4) Lander

Las naves espaciales Lander están diseñadas para llegar a la superficie de un planeta y sobrevivir el tiempo suficiente para telemedir los datos de regreso a la Tierra. Ejemplos de ello han sido los exitosos módulos de aterrizaje soviéticos Venera que sobrevivieron a las duras condiciones en Venus mientras realizaban análisis de composición química de las rocas y transmitían imágenes en color, los módulos de aterrizaje Viking del JPL en Marte y la serie surveyor de módulos de aterrizaje en la luna de la Tierra, que llevaron a cabo experimentos similares. El proyecto Mars Pathfinder, que aterrizó en Marte el 4 de julio de 1997 y desplegó un rover, estaba destinado a ser el primero de una serie de módulos de aterrizaje en la superficie de Marte en lugares ampliamente distribuidos para estudiar la atmósfera, el interior y el suelo del planeta. Se está previendo un sistema de módulos de aterrizaje venusianos de larga duración y refrigerados activamente diseñados para investigaciones sismológicas para una posible misión futura.

Nuestro mejor ejemplo de la categoría de naves espaciales de aterrizaje es Mars Pathfinder. Haga clic en la imagen de Pathfinder para obtener detalles de la nave espacial Pathfinder. Otros ejemplos de naves espaciales de aterrizaje incluyen:

• Vikingo Módulos de aterrizaje de Marte
• Venera 13 Módulo de aterrizaje Venus
• Agrimensor Módulos de aterrizaje lunares

(5) Nave espacial Penetradora

Los penetradores de superficie han sido diseñados para entrar en la superficie de un cuerpo, como un cometa, sobrevivir a un impacto de cientos de Gs, medir y telemedir las propiedades de la superficie penetrada. En noviembre de 2000, ninguna nave espacial Penetrator había sido operada con éxito. Los datos del penetrador normalmente se telemedirían a una nave orbitadora para su retransmisión a la Tierra. La misión Comet Rendezvous / Asteroid Flyby (CRAF) incluyó un penetrador cometario, pero la misión fue cancelada en 1992 debido a limitaciones presupuestarias.

Nuestro mejor ejemplo de una nave espacial penetradora son los penetradores gemelos Deep Space 2 que se dirigieron a Marte a bordo del Mars Polar Lander y se estrellaron contra el suelo marciano el 3 de diciembre de 1999. Nunca se supo de ellos. Haga clic en la imagen de Deep Space 2 para obtener detalles de la nave espacial penetradora. Otro ejemplo de nave espacial penetradora incluye:

• Impacto profundo Misión a un cometa

(6) Rover

Las naves espaciales rover de propulsión eléctrica están siendo diseñadas y probadas por JPL como parte del esfuerzo de exploración de Marte. El proyecto Mars Pathfinder incluyó un pequeño y exitoso sistema móvil conocido como micro-rover con el nombre de Sojourner. Los rovers de Marte también están siendo desarrollados por Rusia con una medida de apoyo de la Sociedad Planetaria. Las naves Rover deben ser semiautónomas. Son orientables desde la Tierra. Sus propósitos van desde la toma de imágenes y análisis de suelo hasta la recolección de muestras para su regreso a la Tierra.

Nuestro mejor ejemplo de una nave espacial rover es, por supuesto, el famoso Sojourner Rover, que se muestra aquí en una imagen de la superficie de Marte. Haga clic en la imagen de Sojourner para obtener detalles de la nave espacial del rover.

(7) Nave espacial del Observatorio

Una nave espacial observatorio no viaja a un destino para explorarlo. En cambio, ocupa una órbita terrestre o una órbita solar desde donde puede observar objetivos distantes libres de los efectos oscurecedores y borrosos de la atmósfera de la Tierra.

El programa Great Observatories de la NASA estudia el universo en longitudes de onda desde la luz visible hasta los rayos gamma. El programa incluye cuatro naves espaciales del Observatorio: el conocido Telescopio Espacial Hubble (HST), el Observatorio de Rayos X Chandra (CXO, anteriormente conocido como AXAF), el Observatorio de Rayos Gamma Compton (GRO) y la Instalación del Telescopio Infrarrojo Espacial (SIRTF).

El HST sigue funcionando en noviembre de 2000. GRO ha completado su misión y fue desorbitado en junio de 2000. CXO se lanzó en julio de 1999 y continúa operando. SirTF se lanzará en enero de 2003. En las próximas décadas se desplegarán muchos nuevos tipos de naves espaciales observatorio para aprovechar las enormes ganancias disponibles al operar en el espacio.

Nuestro mejor ejemplo de una nave espacial observatorio es el Proyecto JPL SIRTF. Haga clic en la imagen SIRTF para obtener detalles de la nave espacial del observatorio. Otros ejemplos de naves espaciales observatorio incluyen:

• HST Telescopio Espacial Hubble
• Chandra Observatorio de rayos X
• Compton Observatorio de rayos gamma
• TPF Buscador de planetas terrestres
• NGST Telescopio espacial de próxima generación
• SIM Misión de Interferometría Espacial

(8) Nave espacial de comunicaciones

Las naves espaciales de comunicaciones son abundantes en la órbita terrestre, pero son en gran parte incidentales a las misiones del JPL. La Instalación de Comunicaciones Terrestres de la Red del Espacio Profundo hace uso de naves espaciales de comunicaciones en órbita terrestre para transferir datos entre sus sitios en España, Australia, California y JPL.

En el futuro, las naves espaciales de comunicaciones pueden desplegarse en Marte, Venus u otros planetas para comunicarse con orbitadores, rovers, penetradores y naves espaciales atmosféricas que operan en sus proximidades. Su propósito sería aumentar las capacidades de la Red del Espacio Profundo para comunicarse con la nave espacial residente. Ninguno está en vigor en noviembre de 2000. Este concepto se revisa en el capítulo 18. El ejemplo de nave espacial de comunicaciones que se ofrece aquí es el Sistema de Satélite de Seguimiento y Retransmisión de Datos de la NASA, TDRSS. Haga clic en la imagen TDRSS para obtener detalles de esta nave espacial de comunicaciones.

Fuente: NASA