La adición de una antena de alta ganancia permitirá que la nave espacial Europa Clipper de la Nasa, que se lanzará en octubre de 2024, se comunique con los controladores de la misión a cientos de millones de kilómetros de distancia. Europa Clipper está diseñada para buscar condiciones adecuadas para la vida en una luna de Júpiter cubierta de hielo. El pasado lunes, la nave espacial recibió una pieza de hardware central para esa búsqueda: la enorme antena de alta ganancia en forma de plato.
Con una extensión de tres metros a lo largo del cuerpo de la nave espacial, la antena de alta ganancia es la más grande y prominente de un conjunto de antenas en Europa Clipper. La nave espacial lo necesitará mientras investiga la luna cubierta de hielo que lleva su nombre, Europa, a unos 715 millones de kilómetros de la Tierra. Uno de los principales objetivos de la misión es aprender más sobre el océano subterráneo de la luna, que podría albergar un entorno habitable.
Una vez que la nave espacial llegue a Júpiter, el haz de radio de la antena se dirigirá estrechamente hacia la Tierra. Crear ese haz estrecho y concentrado es de lo que tratan las antenas de alta ganancia. El nombre se refiere a la capacidad de la antena para concentrar la energía, lo que permite que la nave espacial transmita señales de alta potencia a la Red de Espacio Profundo de la Nasa en la Tierra. Eso significará un torrente de datos científicos a una alta tasa de transmisión.
El plato diseñado con precisión se adjuntó a la nave espacial en etapas cuidadosamente coreografiadas en el transcurso de varias horas en una bahía de la Instalación de ensamblaje de naves espaciales en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la Nasa en el sur de California. “La antena completó con éxito todas sus pruebas independientes”, dijo Matthew Bray unos días antes de que se instalara la antena. “A medida que la nave espacial completa su prueba final, las señales de radio se devolverán a través de la antena a través de una tapa especial, verificando que las rutas de las señales de telecomunicaciones sean funcionales”.
Con base en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, Bray es el diseñador e ingeniero principal de la antena de alta ganancia, en la que comenzó a trabajar en 2014. Ha sido un gran viaje para Bray y para la antena. Durante el año pasado, vio la antena atravesar el país antes de la instalación. Su capacidad para transmitir datos con precisión se probó dos veces en 2022 en el Centro de Investigación Langley de la Nasa en Hampton, Virginia. Entre esas dos visitas, la antena hizo una parada en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland, para realizar pruebas de vibración y vacío térmico para ver si podía manejar el temblor del lanzamiento y las temperaturas extremas del espacio exterior. Luego pasó al JPL en octubre de 2022 para su instalación en la nave espacial en preparación para el envío el próximo año al Centro Espacial Kennedy de la Nasa en Florida.
El largo viaje a Júpiter comenzará con el lanzamiento desde Kennedy en octubre de 2024. “La antena de alta ganancia es una pieza fundamental en la construcción de Europa Clipper”, dijo Jordan Evans, director de proyectos de Clipper en JPL. “Representa una pieza de hardware muy visible que proporciona la capacidad que la nave espacial necesita para enviar los datos científicos desde Europa. No solo parece una nave espacial ahora que tiene la gran antena, sino que está lista para sus próximas pruebas críticas a medida que avanzamos hacia el lanzamiento”.
La nave espacial entrenará nueve instrumentos científicos en Europa, todos produciendo grandes cantidades de datos ricos: imágenes en color y estéreo de alta resolución para estudiar su geología y superficie; imágenes térmicas en luz infrarroja para encontrar áreas más cálidas donde el agua podría estar cerca de la superficie; luz infrarroja reflejada para mapear hielos, sales y compuestos orgánicos; y lecturas de luz ultravioleta para ayudar a determinar la composición de los gases atmosféricos y los materiales de la superficie.
Clipper hará rebotar el radar de penetración de hielo en el océano subterráneo para determinar su profundidad, así como el grosor de la corteza de hielo sobre él. Un magnetómetro medirá el campo magnético de la luna para confirmar la existencia del océano profundo y el espesor del hielo.
La antena de alta ganancia transmitirá la mayor parte de esos datos a la Tierra en el transcurso de 33 a 52 minutos. La fuerza de la señal y la cantidad de datos que puede enviar a la vez será mucho mayor que la de la sonda Galileo de la Nasa, que finalizó su misión de ocho años en Júpiter en 2003.
En el sitio en JPL para la instalación de la antena estaba Simmie Berman, el director del módulo de radiofrecuencia en APL. Al igual que Bray, comenzó su trabajo en la antena en 2014. El módulo de radiofrecuencia incluye todo el subsistema de telecomunicaciones de la nave espacial y un total de siete antenas, entre ellas las de alta ganancia. Su trabajo durante la instalación fue asegurarse de que la antena estuviera correctamente montada en la nave espacial y que los componentes estuvieran correctamente orientados y bien integrados.
