La nave espacial Juno de la NASA, que se lanzó en 2011 para investigar el origen y la evolución de Júpiter, viaja a través de los campos de radiación planetarios más intensos del sistema solar. Cuando la Junocam de la nave espacial (una cámara de color y la luz visible) sufrió las consecuencias en diciembre de 2023, el equipo de misión en la Tierra tuvo que pensar en una solución remota antes de que perdieran la oportunidad de fotografiar la Luna Jovian, IO.
En última instancia, un proceso relativamente simple fue lo que permitió el ahorro de larga distancia: calentar el instrumento antes de enfriarlo lentamente (confío en que intentaron apagarlo y encenderlo nuevamente). La experiencia ha proporcionado lecciones perspicaces sobre la tolerancia a la radiación de la nave espacial para los científicos de la misión más allá del equipo de Juno, según una declaración de Laboratorio de Propulsión de Jet publicada ayer.
Los científicos estimaron que Junocam, cuya unidad óptica se encuentra fuera de una bóveda de radiación protectora, podría resistir la radiación para las primeras ocho órbitas de la nave espacial alrededor de Júpiter. Sin embargo, no fue hasta la 47 órbita de Juno que los científicos comenzaron a observar el daño por radiación.
El equipo identificó evidencia que sugiere que la radiación había dañado el regulador de voltaje, que es crucial para la fuente de alimentación de Junocam. Desde cientos de millones de millas de distancia, sus opciones eran limitadas. Como tal, decidieron probar un proceso menos conocido llamado Recocido, que consiste en calentar un material durante una cantidad de tiempo determinada para reducir sus defectos antes de enfriarlo lentamente.
“Sabíamos que el recocido a veces puede alterar un material como el silicio a nivel microscópico, pero no sabía si esto solucionaría el daño”, dijo Jacob Schaffner, ingeniero de imágenes de Junocam de Malin Space Science Systems, en el comunicado. “Le ordenamos al calentador de Junocam que elevara la temperatura de la cámara a 77 grados Fahrenheit [25 degrees Celsius]—Muter más cálido que típico para Junocam, y esperó con la respiración contenida para ver los resultados “.
Si bien su enfoque permitió a Junocam capturar fotografías claras para varias órbitas, la nave espacial continuó corriendo en los campos de radiación de Júpiter, y el daño pronto fue aparente nuevamente.
“Después de la órbita 55, nuestras imágenes estaban llenas de rayas y ruido”, explicó el líder del instrumento de Junocam Michael Ravine, también de Malin Space Science Systems. “Probamos diferentes esquemas para procesar las imágenes para mejorar la calidad, pero nada funcionó. Con el encuentro cercano de IO que nos relajaba en unas pocas semanas, era el tiempo de Hail Mary: lo único que quedaba no haber intentado era arrancar el calentador de Junocam hasta el final y ver si el recocido más extremo nos salvaría”.
Al principio, el recocido más extremo no parecía producir mejoras, pero a medida que el enfoque de IO se acercaba, y con solo unos días para el final, las imágenes de repente mejoraron significativamente. El 30 de diciembre de 2023, Junocam capturó con éxito fotografías detalladas de la región polar del norte de IO, incluidos los volcanes previamente indocumentados. Los científicos presentaron el logro en la Conferencia de Efectos de Radiación Nuclear y de Ingenieros de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Ingenieros Nuclear y Radiación Espacial en Nashville el 16 de julio.
A pesar del hecho de que la corrupción de la imagen regresó durante su reciente 74a órbita, “Juno nos está enseñando cómo crear y mantener la nave espacial tolerante a la radiación, proporcionando ideas que beneficiarán a los satélites en la órbita alrededor de la Tierra”, explicó Scott Bolton, investigador principal de Juno del Instituto de Investigación del Sur de Sur. “Espero que las lecciones aprendidas de Juno sean aplicables tanto a la defensa como a los satélites comerciales, así como a otras misiones de la NASA”.
