Aerofreado

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Impresión artística do aerofreado da Mars Reconnaissance Orbiter

O aerofreado é a manobra que fai unha nave espacial para diminuír o seu apoapse por medio do paso polas capas altas da atmosfera no seu periapse. O arrastre resultante frea a nave. O aerofreado úsase cando unha nave necesita acadar unha órbita baixa trala chegada a un astro con atmosfera, e usa menos propelente que a utilización directa de foguetes para acadar a mesma órbita.

Método[editar | editar a fonte]

Cando unha nave interplanetaria chega ó seu destino debe cambiar a súa velocidade para permanecer na vecindade do corpo. Cando o que se necesita é unha órbita baixa e circular arredor du corpo cunha certa gravidade, os cambios de velocidade poden acadar varios quilómetros por segundo. Usando propulsión directa, a ecuación do foguete mostra que unha gran parte da masa da nave debe ser propelente. Isto significa que a carga útil (como os instrumentos científicos) queda limitada e que é necesario un lanzador potente para enviar a nave ó seu destino. Si o corpo de destino ten atmosfera pódese usar o aerofreado para diminuír as necesidades de propelente. O uso dunha cantidade relativamente pequena de propelente permite poñer á nave nunha órbita elíptica moi alongada, usándose o aerofreado para circularizala. Se a atmosfera é suficientemente densa, un só paso a través dela pode bastar para frear a nave tanto como sexa necesario. Non obstante o habitual é que se necesiten varios pasos a través dunha parte máis fina da atmosfera (como as capas superiores) para reducir o quentamento da nave por fricción e porque os efectos de posibles turbulencias, da composición atmosférica e da temperatura fan máis difícil de predicir a diminución de velocidade que resultaría dun só paso. Cando o aerofreado se fai desta maneira, hai tempo suficiente entre pasos para medir o cambio na velocidade e facer as correccións necesarias para o seguinte paso. Esta maneira de aerofreado pode ter unha duración de meses e necesitar centos de pasos pola atmosfera.

A enerxía cinética disipada polo aerofreado convértese en calor, o que implica que as naves que usan esta técnica teñen que ser capaces de disipalo. A nave tamén debe ter a área e resistencia estrutural suficientes para aguanta-lo arrastre do paso pola atmosfera. As simulacións feitas co aerofreado da Mars Reconnaissance Orbiter usan unha forza límite de 0,35 N/m² cunha sección para a nave duns 37 m² e unha temperatura máxima estimada de 170 °C.[1] A densidade forza exercida sobre a Mars Global Surveyor durante o seu aerofreado, duns 0,2 N/m²[2], equivale á forza exercida por un vento duns 60 km/h sobre unha man humana a nivel do mar na Terra.[3]

Misións espaciais[editar | editar a fonte]

Aínda que a teoría do aerofreado está ben desenvolvida, o uso real é difícil debido a que se necesita un coñecemento moi detallado da atmosfera do planeta para poder manobrar correctamente. Na práctica a deceleración monitorízase durante cada manobra e os plans modifícanse en consecuencia. Dado que ata o de agora ningunha nave pode aerofrear autonomamente, necesítase atención humana en todo momento.

O aerofreado foi demostrado por primeira vez no espazo profundo o 19 de marzo de 1991 pola nave xaponesa Hiten.[4] Hiten sobrevoou o océano Pacífico a unha altitude de 125,5 km a unha velocidade de 11 km/s. O resistencia atmosférica decelerou a nave en 1,712 m/s e baixou o seu apoxeo en 8665 km.[5] A manobra de aerofreado repetiuse o 30 de marzo.

En maio de 1993 a nave Magallanes, en órbita de Venus, utilizou o aerofreado durante a misión estendida para circularizar a órbita e aumentar a precisión das medicións do campo gravitatorio.[6]

En 1997 a Mars Global Surveyor foi a primeira nave en usar o aerofreado como técnica principal e planificada para o axuste da súa órbita. A MGS usou os datos recollidos pola sonda Magallanes para planificar o seu aerofreado. A nave usou os paneis solares como ás para controla-lo paso a través das tenues capas altas da atmosfera marciana e baixa-lo seu apoapse no transcurso de varios meses. Sen embargo, problemas estruturais impediron danaron un dos paneis solares pouco despois do despegue, cambiándose os plans para aerofrear a unha maior altitude e tardando máis en acadar a órbita de traballo. As naves Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter usaron tamén aerofreado, sen incidentes.

Notas[editar | editar a fonte]