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La antena radar de la misión JUICE se prueba con un helicóptero

La antena radar de JUICE se prueba en una campaña de vuelos con un helicóptero El instrumento radar RIME será el primero en observar el subsuelo de las lunas de Júpiter: Europa, Ganimedes y Calisto

JUICE, la misión del espacio profundo de la Agencia Espacial Europea con destino a las lunas heladas de Júpiter y liderada por Airbus, se ha puesto por primera vez en marcha para probar el instrumento RIME (Radar for Icy Moons Exploration, Radar para la Exploración de las Lunas Heladas) volando colgado de un helicóptero.

La antena del instrumento RIME, que mide 16,6 metros, se probó en diferentes configuraciones de vuelo durante una campaña de ensayos de dos días partiendo de un aeródromo situado 30 km al noroeste de la planta de Airbus en Friedrichshafen. En junio de 2022, la nave espacial JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer, Explorador de las Lunas Heladas de Júpiter), que pesa 5,5 toneladas, iniciará un viaje de 600 millones de kilómetros a Júpiter, donde se espera que llegue a finales de 2029.

La misión sobrevolará el planeta gigante durante tres años y medio examinando la turbulenta atmósfera de Júpiter, su enorme magnetosfera, su conjunto de tenues anillos oscuros y sus tres lunas heladas más grandes: Europa, Ganimedes y Calisto. Su objetivo es investigar si existen océanos de agua líquida bajo sus costras heladas que pudieran albergar componentes orgánicos o, incluso, contener vida.

Una vez entre la nave espacial en el campo gravitatorio de Júpiter, pasará los primeros dos años y medio realizando unos 30 sobrevuelos de observación de las tres lunas, examinando, entre otras cosas, las interacciones gravitatorias y magnéticas. El último año se realizará una órbita alrededor de Ganimedes para observar esta luna en mucho mayor detalle.

JUICE estará equipado con diez avanzados instrumentos, incluyendo cámaras, espectrómetros, un radar capaz de penetrar en el hielo, un altímetro, experimentos radiocientíficos y sensores para monitorizar los campos magnéticos y las partículas cargadas del sistema joviano.

RIME, el instrumento radar de sondeo, está optimizado para penetrar los satélites helados galileanos hasta una profundidad de 9 Km. También proporcionará imágenes con una resolución de aproximadamente 1 Km x 10 Km y 50 metros de profundidad. RIME trabajará en una frecuencia central de 9 MHz y utilizará una antena dipolo de 16,6 m. Los dos mástiles de la antena tienen un diámetro de 4 cm, están fabricados en CFRP (polímero reforzado con fibra de carbono) y su masa es de unos 1.300 g.

El radar orientado al nadir transmite ondas de radio que se propagan por debajo de la superficie, donde interactúan con cualquier capa y estructura de distinta constante dieléctrica. Las diferentes reflexiones se detectan a bordo por medio de la misma antena y se utilizan para crear una imagen de profundidad (radargrama) del subsuelo. RIME es excepcional ya que se trata del primer instrumento capaz de realizar mediciones directas del subsuelo, con destino a Júpiter y al sistema solar exterior.

Los ensayos de RIME permitieron a los ingenieros de Airbus verificar los resultados de las simulaciones por ordenador y medir el rendimiento de la radio de la antena del RIME igual que si estuviera montado en una nave espacial. Estas funcionalidades se ven afectadas de forma importante por el acoplamiento electromagnético con las superficies de la nave espacial y deben medirse para asegurar el calibrado correcto de la antena.

Debido al rango de frecuencias que se requiere, estos ensayos deben realizarse en el exterior y, por ello, se ven afectados por perturbaciones externas, reflexiones electromagnéticas y las condiciones meteorológicas generales. Como la nave espacial real no puede sacarse al exterior, se ha construido una maqueta especial de 3 m x 2 m x 2 m para montar sobre ella la antena. La posibilidad de rotar verticalmente la antena minimiza la posibilidad de acoplamiento externo. La maqueta voló colgada de un helicóptero por medio de una cuerda de polietileno de unos 120 m de longitud y a 320 m de altura. Todos los equipos de prueba se integraron en la maqueta y se manejaron por control remoto desde el suelo.

Los mástiles de la antena, frágiles y diseñados para su uso en el espacio, se reforzaron por medio de tubos de fibra de vidrio (GFRP) a fin de que resistieran las pruebas con el helicóptero protegiéndolos de posibles cargas de viento.

Airbus es el contratista principal de la nave espacial JUICE, un logro que se basa en el conocimiento desarrollado en sus centros de Toulouse (Francia), Friedrichshafen (Alemania), Stevenage (Reino Unido) y Madrid (España). Airbus cuenta con alrededor de 150 ingenieros espaciales dedicados a JUICE y lidera un consorcio industrial de más de 60 compañías.