La nave Juno de la NASA, que se lanzó en 2011 para investigar el origen y evolución de Júpiter, viaja por el sistema solar sometida a los más intensos campos de radiación que emiten los planetas. Cuando la JunoCam – cámara de luz visible, a color – comenzó a sufrir las consecuencias en diciembre de 2023, el equipo de la misión aquí en la Tierra tuvo que pensar en una forma remota de resolver el problema antes de que perdieran su oportunidad de fotografiar a Io, una de las lunas de Júpiter.
Para salvar la cámara a tal distancia se implementó un proceso relativamente sencillo: calentar el instrumento antes de enfriarlo lentamente. La experiencia ha servido de lección sobre la tolerancia a la radiación de las naves espaciales, para todos los científicos más allá del equipo Juno, según declaraciones del Laboratorio de Propulsión a Chorro que se publicaron ayer.
Los científicos calculaban que la JunoCam, cuya unidad óptica está ubicada fuera de una bóveda que la protege contra la radiación, resistiría la radiación durante las primeras ocho órbitas de la nave en torno a Júpiter. En la órbita número 47, los científicos empezaron a observar daños producidos por la radiación.
Identificaron evidencia que sugería que se había dañado el regulador de voltaje, esencial para proveer de energía a la JunoCam. A una distancia de millones de kilómetros las opciones eran limitadas. Decidieron probar un proceso menos conocido, el recocido, que consiste en el calentamiento de un material durante determinado tiempo para reducir sus defectos antes de enfriarlo lentamente.
“Sabíamos que el recocido a veces puede alterar un material como la silicona, en su nivel microscópico, pero no sabíamos si con esto solucionaríamos el daño”, dijo Jacob Schaffner, ingeniero de imágenes de la Junocam de Sistemas Científicos Espaciales Malin. “Le ordenamos al calentador de la JunoCam que elevara la temperatura a 25°C, mucho más caliente de lo habitual para la JunoCam, y contuvimos el aliento hasta ver los resultados”.
Si bien lograron que la JunoCam captara fotografías claras a lo largo de varias órbitas, la nave espacial seguía dirigiéndose a los campos de radiación de Júpiter, y poco después volvieron a detectar daños.
Necesitaban una idea
“Después de la órbita 55 nuestras imágenes se habían llenado de rayas y ruido”, explicó Michael RAvine, jefe de instrumentos de la JunoCam, también de Sistemas Científicos Espaciales Malin. “Probamos diferentes esquemas para procesar las imágenes y mejorar la calidad, pero nada de eso funcionaba. Faltaban pocas semanas para el encuentro cercano con Io, y el tiempo apremiaba. Lo único que no habíamos intentado todavía era recalentar a la JunoCam para ver si con un recocido extremo podríamos resolverlo”.
Al principio el recocido más extremo no pareció mejorar nada, pero a medida que Io se acercaba más y con solo unos pocos días de tiempo, de repente las imágenes empezaron a ser mucho mejores. El 30 de diciembre de 2023 la JunoCam logró captar fotografías detalladas de la región polar norte de Io, incluyendo volcanes antes nunca documentados. Los científicos presentaron el logro en la Conferencia del Instituto de Ingenieros eléctricos y electrónicos y de efectos de radiación espacial, llevada a cabo en Nashville el 16 de julio.
A pesar de que en la reciente órbita 74 las imágenes se deterioraron de nuevo, “Juno nos está enseñando a crear y mantener naves espaciales que toleren la radiación, y nos brinda datos que beneficiarán a los satélites que orbitan en torno a la Tierra”, explicó Scott Bolton, investigador principal de Juno del Instituto de Investigaciones del Sudoeste. “Espero que las lecciones que aprendimos de Juno puedan aplicarse a los satélites comerciales y de defensa, y a otras misiones de la NASA”.
