El martes por la tarde, tras un modesto encendido de sus motores, el satélite de la ESA que catalogará mil millones de estrellas entró en su órbita operacional alrededor del ‘L2’, un punto virtual en mitad de la nada. Pero, ¿cómo se puede mantener girando en torno a un punto vacío? ¿y quién le indicó cómo llegar hasta este peculiar lugar?
Justo después de las 15:30 GMT (16:30 CET) del martes, Gaia encendió brevemente sus motores para entrar definitivamente en la órbita prevista para llevar a cabo su misión científica. El trabajo había quedado prácticamente completado la semana anterior, cuando Gaia encendió sus motores durante casi dos horas para seguir una sinuosa trayectoria alrededor del punto L2 de Lagrange, a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra.
Aunque pueda parecer sencillo, esta maniobra oculta un hecho extraordinario: Gaia orbita alrededor de un punto virtual, un lugar vacío en la inmensidad del espacio.
“Los puntos de Lagrange son muy especiales – no hay absolutamente nada allí”, explica Markus Landgraf, uno de los analistas de misión en el ESOC, el centro de operaciones de la ESA en Darmstadt, Alemania.
“Son los puntos donde la suma de las fuerzas gravitatorias de dos cuerpos, en este caso el Sol y la Tierra, compensa la fuerza centrífuga del movimiento de la Tierra alrededor del Sol, proporcionando unas condiciones únicas para observar el Sol o nuestra Galaxia”.
Gaia se encuentra en una órbita Lissajous
Vistos desde estos puntos (hay cinco diferentes en el sistema Sol-Tierra), el Sol, la Tierra y la Luna están muy juntos en el firmamento, lo que significa que Gaia pude utilizar su parasol para proteger a sus instrumentos del calor y la luz de estos tres cuerpos celestes de forma simultánea.
Esto también implica que la cara opuesta del satélite puede mantener una temperatura muy baja y disfrutar de una vista completamente despejada del Universo.
El entorno de radiación en el punto L2 es bastante moderado, lo que ayuda a prolongar la vida útil de los delicados detectores de los instrumentos del satélite.
No obstante, las órbitas en torno al punto L2 son inestables por naturaleza.
“Tenemos que realizar maniobras cada mes para mantener la posición del satélite, o las perturbaciones terminarían provocando que se ‘soltase’ del punto L2”, comenta David Milligan, Responsable de las Operaciones de Gaia.
Si has visto las fotografías de la Tierra vista desde la Estación Espacial Internacional, o las imágenes de la superficie de Marte tomadas por Mars Express, te parecerá lógico que un satélite tenga que orbitar alrededor de algo. ¿cómo se logra que Gaia orbite alrededor de un punto virtual, completamente vacío?
Para mantener a Gaia en órbita durante los cinco años que durará su misión se necesita el minucioso trabajo del equipo de dinámica del vuelo de la ESA – los expertos que determinan y calculan trayectorias, preparan maniobras orbitales y analizan la orientación de los satélites.
Los expertos en dinámica del vuelo utilizan una serie de herramientas informáticas, desarrolladas y perfeccionadas a lo largo de décadas para las misiones espaciales que orbitan la Tierra o se adentran en el Sistema Solar.
Para diseñar la trayectoria se utilizan modelos matemáticos que generan una estimación de la órbita objetivo y de cómo llegar hasta allí. Este modelo tiene en cuenta los requisitos y las limitaciones del lanzador y los enlaces de comunicaciones que serán necesarios.
A continuación, estas estimaciones se someten a una simulación para evaluar si la trayectoria viola alguna de las restricciones. A veces no existe una solución que cumpla con todos los requisitos.
“En este punto los conocimientos y la experiencia del equipo son indispensables para reconsiderar las hipótesis iniciales y comenzar de nuevo todo el proceso”, aclara Frank Dreger, Responsable de Dinámica del Vuelo.
“No existen soluciones comerciales para obtener este tipo de resultados – las herramientas y la experiencia necesarias se han estado desarrollando en el ESOC a lo largo de varias décadas, constituyendo un recurso escaso en el mundo y único en Europa”.
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