Explorador de conexiones ionosféricas

Explorador de conexiones ionosféricas

Satélite ICON (Explorer 96)
Nombres	Explorador 96 ICONO
Tipo de misión	Investigación ionosférica
Operador	SSL de la Universidad de California en Berkeley  / NASA
Identificación de COSPAR	2019-068A
N.º SATCAT	44628
Sitio web	icono.ssl.berkeley.edu
Duración de la misión	2 años (planificado) Final: 3 años, 1 mes, 14 días
Propiedades de las naves espaciales
Astronave	Explorador XCVI
Tipo de nave espacial	Explorador de conexiones ionosféricas
Autobús	Estrella LEO-2 [1]
Fabricante	Universidad de California, Berkeley  / Northrop Grumman
Lanzamiento masivo	288 kg (635 libras) [2]
Dimensiones	Altura: 193 cm (76 in) y 106 cm (42 in) de diámetro [3] Panel solar : 254 × 84 cm (100 × 33 in)
Fuerza	780 vatios
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento	11 de octubre de 2019, 02:00 UTC [4]
Cohete	Pegaso XL (F44)
Sitio de lanzamiento	Pista de aterrizaje de Cabo Cañaveral , Stargazer [5]
Contratista	Northrop Grumman
Entró en servicio	Noviembre 2019
Fin de la misión
Último contacto	25 de noviembre de 2022
Parámetros orbitales
Sistema de referencia	Órbita geocéntrica
Régimen	Órbita terrestre baja
Altitud del perigeo	575 kilómetros (357 millas)
Altitud del apogeo	603 kilómetros (375 millas)
Inclinación	27.00°
Período	97,00 minutos
Instrumentos PODRÍA Interferómetro de Michelson para imágenes termosféricas globales de alta resolución UVE Espectómetro ultravioleta extremo VULCANIZADO Espectómetro ultravioleta lejano MIV Medidor de velocidad de iones
Programa explorador

Ionospheric Connection Explorer ( ICON ) ^[6] fue un satélite de la NASA diseñado para investigar los cambios en la ionosfera de la Tierra , la región dinámica alta en la atmósfera donde el clima terrestre de abajo se encuentra con el clima espacial de arriba. ICON estudió la interacción entre los sistemas meteorológicos de la Tierra y el clima espacial impulsado por el Sol , y cómo esta interacción impulsa la turbulencia en la atmósfera superior. La NASA esperaba que una mejor comprensión de esta dinámica mitigaría sus efectos en las comunicaciones, las señales GPS y la tecnología en general. ^{[6] [7]} Era parte del programa Explorer de la NASA y era operado por el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California, Berkeley . ^[8]

El 12 de abril de 2013, la NASA anunció que ICON, junto con Global-scale Observations of the Limb and Disk (GOLD), había sido seleccionado para su desarrollo con un costo limitado a US$200 millones, ^[9] excluyendo los costos de lanzamiento. ^[10] El investigador principal de ICON fue Thomas Immel de la Universidad de California, Berkeley. ^{[9] [11]}

El lanzamiento de ICON estaba previsto originalmente para junio de 2017 y se retrasó repetidamente debido a problemas con su vehículo de lanzamiento Pegasus XL . Su siguiente lanzamiento estaba previsto para el 26 de octubre de 2018, pero el lanzamiento se reprogramó para el 7 de noviembre de 2018 y se pospuso nuevamente solo 28 minutos antes del lanzamiento. ^[12] ICON se lanzó con éxito el 11 de octubre de 2019, a las 02:00 UTC . ^[4]

El 25 de noviembre de 2022, se perdió inesperadamente el contacto con ICON por razones poco claras. En julio de 2024, la misión finalizó formalmente tras el fracaso de los repetidos intentos de recuperar el contacto con el satélite. ^[13]

ICON fue diseñado para realizar una misión de dos años para observar las condiciones tanto en la termosfera como en la ionosfera . ^[9] ICON estaba equipado con cuatro instrumentos: un interferómetro de Michelson , construido por el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL) para medir los vientos y las temperaturas en la termosfera; un medidor de deriva de iones , construido por la Universidad de Texas en Dallas para medir el movimiento de partículas cargadas en la ionosfera; y dos generadores de imágenes ultravioleta construidos en la Universidad de California, Berkeley para observar las capas de resplandor atmosférico en la atmósfera superior con el fin de determinar la densidad y composición ionosférica y termosférica .

Muchos satélites en órbita baja, incluida la Estación Espacial Internacional (ISS), vuelan a través de la ionosfera y pueden verse afectados por sus campos eléctricos y magnéticos cambiantes . La ionosfera también actúa como un conducto para muchas señales de comunicaciones, como las ondas de radio y las señales que hacen que los sistemas GPS funcionen. La ionosfera es donde se manifiesta el clima espacial , creando condiciones inesperadas: las corrientes eléctricas pueden causar carga eléctrica en los satélites, el cambio de densidad puede afectar las órbitas de los satélites y los campos magnéticos cambiantes pueden inducir corriente en los sistemas de energía, causando tensión, interrumpiendo las comunicaciones y la navegación o incluso provocando apagones. ^[3] Una mejor comprensión de este entorno puede ayudar a predecir tales eventos y mejorar la seguridad y el diseño de los satélites. ^[3]

Tras la finalización inicial y la entrega del observatorio ICON en 2016, los planes de lanzamiento se centraron en el campo de lanzamiento del atolón Kwajalein en el océano Pacífico . ^{[14] [15]} ICON estaba originalmente programado para lanzarse en junio de 2017, pero se retrasó repetidamente debido a problemas con su vehículo de lanzamiento Pegasus XL . El vehículo de lanzamiento se acopló a su avión de lanzamiento aéreo Stargazer para un intento de lanzamiento en junio de 2018. ^[5] Este lanzamiento se canceló días antes porque el cohete mostró problemas en el primer tramo del vuelo en ferry a Kwajalein. Dada la disponibilidad del campo de lanzamiento en Cabo Cañaveral y una revisión de la idoneidad de este sitio, se adoptó como el sitio de lanzamiento de ICON. ^[14] El lanzamiento de octubre de 2018 desde Florida se programó después de una revisión inicial de los problemas de aviónica. ^[14] Mientras que los retrasos en 2017 se debieron a problemas con los sistemas de separación de la carga útil del cohete y del carenado, los retrasos de 2018 se debieron al ruido en los sistemas de aviónica del cohete. Los problemas dieron como resultado que finalmente el lanzamiento de Cabo Cañaveral de 2018 se cancelara minutos antes del lanzamiento programado. Estos problemas se resolvieron finalmente y el ICON se lanzó desde Cabo Cañaveral el 11 de octubre de 2019 a las 02:00 UTC. Después de un período de puesta en servicio de aproximadamente un mes, el ICON comenzó a enviar sus primeros datos científicos en noviembre de 2019.

ICON transportaba cuatro instrumentos científicos diseñados para captar imágenes de plasma o resplandor atmosférico incluso de los más débiles para crear una imagen de la densidad, composición y estructura de la ionosfera. El manifiesto completo de la carga útil de los instrumentos tenía una masa de 130 kg (290 lb) y se enumera a continuación: ^{[16] [17]}

• Interferómetro de Michelson para imágenes termosféricas globales de alta resolución (MIGHTI)
• Medidor de velocidad de iones (IVM) , un medidor de deriva de iones
• Ultravioleta extremo (EUV) , un generador de imágenes
• Ultravioleta lejano (FUV) , un generador de imágenes

El MIGHTI fue desarrollado en el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL), el IVM en la Universidad de Texas , y el EUV y el FUV fueron desarrollados en la Universidad de California, Berkeley . ^[16] El MIGHTI midió la velocidad del viento y la temperatura entre 90 km (56 mi) y 300 km (190 mi) de altitud . ^[18] Las mediciones de velocidad se obtuvieron observando el desplazamiento Doppler en las líneas roja y verde del oxígeno atómico . Esto se hizo con el Heterodino Espacial Asimétrico Doppler (DASH) que utilizó rejillas de échelle . ^[18] Las mediciones de temperatura se realizaron mediante observaciones fotométricas con un CCD. ^[18] El MIGHTI fue diseñado para detectar velocidades del viento tan bajas como 16 km/h (9,9 mph), a pesar de que la nave espacial viajaba a más de 23.000 km/h (14.000 mph) (para permanecer en órbita). ^[19]

El IVM recopiló datos in situ sobre los iones en el entorno local alrededor de la nave espacial, mientras que el EUV y el FUV eran generadores de imágenes espectrográficas. El EUV era un generador de imágenes de limbo unidimensional diseñado para observar la altura y la densidad de la ionosfera durante el día detectando el brillo de los iones de oxígeno y otras especies en longitudes de onda entre 55 y 85 nm. El FUV era un generador de imágenes bidimensional que observa el limbo y por debajo a 135 y 155 nm, donde se encuentran emisiones brillantes de oxígeno atómico y nitrógeno molecular. ^[19]

El panel solar produjo 780 vatios , ^[2] pero el consumo de energía del observatorio osciló entre 209 y 265 vatios cuando estaba en modo científico. ^[3]

Una vez lanzado, y durante la duración de su misión científica de dos años, el observatorio ICON fue controlado y operado por el Centro de Operaciones de la Misión (MOC) en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California, Berkeley. ^[20] ICON fue colocado en una órbita con una inclinación de 27,00° , y las comunicaciones se facilitaron a través del Sistema de Satélite de Seguimiento y Retransmisión de Datos (TDRSS), la red de comunicaciones en órbita de la NASA. Los contactos terrestres con ICON se realizaron principalmente desde la Estación Terrestre de Berkeley, una antena parabólica de 11 m (36 pies), con contactos de respaldo desde Wallops Flight Facility (WFF), Virginia y Santiago , Chile .

El equipo ICON de la NASA perdió inesperadamente el contacto con la nave espacial el 25 de noviembre de 2022. Un sistema a prueba de fallos, diseñado para reiniciar la computadora de la nave espacial después de 8 días sin recibir comandos desde tierra, no logró restablecer las comunicaciones después de que transcurriera el 5 de diciembre de 2022. ^[21] El 24 de julio de 2024, la NASA declaró formalmente que la misión había terminado. ^[13] Se concluyó que había 3 posibles causas de falla de la nave espacial. Una falla de una tarjeta en la unidad de aviónica maestra; falla del bus de energía; o una falla de diseño, falla de una pieza o impacto de MMOD en la MAU o partes del bus de energía. ^[22]

• Programa de Exploradores

Medios relacionados con Ionospheric Connection Explorer en Wikimedia Commons

• Sitio web ICON de la NASA
• Sitio web ICON de la Universidad de California, Berkeley