Naves espaciales de la NASA llevan al GPS a un nivel superior

Como es de conocimiento de todo excursionista de zonas rurales, los rastreadores del Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System, o GPS, por su sigla en idioma inglés) son vitales para la navegación. Pero también pueden ser algo complicados. Las unidades, en ciertas ocasiones, pierden la sincronización cuando usted camina hacia la pared de un cañón, cuando apunta las unidades hacia el suelo o incluso cuando toma una curva cerrada.

Ahora imagine un sistema de GPS que vuele a través del vacío del espacio a 35.400 kilómetros por hora (22.000 millas por hora), desplazándose rápidamente en giros a través de 69.200 kilómetros (43.000 millas) sobre la superficie del planeta azul que está debajo. ¿Eso podría funcionar?
Y resulta que la respuesta es: sí. La NASA ha desarrollado un sistema de navegación por GPS para los satélites MMS (Magnetospheric Multiscale, o MMS, por su sigla en idioma inglés, o Multiescala Magnetosférica, en idioma español) que se lanzaron recientemente. Dicho sistema opera bajo estas increíbles condiciones.
El 12 de marzo, las cuatro naves espaciales de la misión Multiescala Magnetosférica (Magnetospheric Multiscale, o MMS, por su sigla en idioma inglés) abandonó la Tierra con el objetivo de investigar la física de la reconexión magnética: las líneas de fuerza magnéticas se cruzan, se anulan, se reconectan y ¡bang! Se libera energía magnética, y las partículas cargadas salen despedidas casi a la velocidad de la luz. Este proceso tiene lugar en muchos sitios. Además, provoca llamaradas solares en el Sol y aporta energía para las tormentas magnéticas cerca de la Tierra.
Para comprender cómo funciona la reconexión magnética es necesario que las cuatro naves espaciales vuelen adoptando la forma de una pirámide ceñida a través del campo magnético de la Tierra. Y el posicionamiento es vital.
La velocidad y la altura no son los únicos desafíos para las unidades GPS que se encuentran a bordo de las naves. Además, las naves MMS giran; cada una de ellas completa tres revoluciones por minuto.
“El giro agrega una dimensión completamente nueva al hecho de tratar de descubrir dónde te encuentras”, dijo Ken McCaughey, quien es el jefe del sector de Desarrollo de Producto del Navegador GPS de la misión MMS, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA. “Contamos con ocho antenas de GPS en cada nave espacial. A medida que la nave espacial rota, tenemos un algoritmo que nos permite realizar la transferencia de una antena a otra sin perder la señal”.
Durante el primer mes, el equipo comparó el “sistema Navegador” de la misión MMS con sistemas convencionales de rastreo en tierra y descubrió que el Navegador era incluso más preciso de lo que se esperaba. En el punto más alejado de su órbita, a alrededor de 70.000 kilómetros (43.500 millas) de distancia de la Tierra, el Navegador puede determinar la posición de cada nave espacial con un margen de error mejor que 15 metros (50 pies).
El sistema Navegador de la misión MMS superó todas las expectativas del equipo. En el punto más alejado de la órbita de las naves MMS, de 70.000 kilómetros (43.500 millas), el Navegador pudo recibir señales de los satélites GPS y lograr soluciones de navegación a bordo. En el punto más bajo de la órbita de las naves MMS, el Navegador se desplazó a velocidades superiores a los 35.400 kilómetros por hora (22.000 millas por hora). En comparación, los satélites GPS orbitan a alrededor de 20.200 kilómetros (12.550 millas) de distancia de la Tierra y se desplazan a 13.800 kilómetros por hora (8.600 millas por hora); y la mayoría de los satélites que utilizan receptores GPS se encuentran ubicados en órbitas bajas de la Tierra, a alturas de entre 177 y 2.012 kilómetros (110 y 1.250 millas).
Cabe destacar que el GPS de la misión MMS es de vanguardia y ¡se mueve rápidamente!
Este sistema será incluso más importante durante la segunda fase de la misión MMS, cuando la órbita duplique su tamaño y recorra el trayecto hasta llegar a los 153.000 kilómetros (95.000 millas) de distancia de la Tierra.
Gracias a este extraordinario seguimiento por GPS, se puede comenzar a comprender la reconexión magnética.http://ciencia.nasa.gov/ciencias-especiales/16sep_gps/