A punto de comenzar su viaje de siete años hacia Mercurio, la misión conjunta entre la ESA y JAXA, tuvo a Airbus como contratista principal. BepiColombo estudiará un planeta a 450°C de temperatura.
La empresa se define como como la primera empresa espacial europea y la segunda mayor del mundo. Emplea más de 134 mil personas en todo el mundo y genera ingresos anuales por 67 mil millones de euros. En BepiColombo, la misión conjunta entre las agencias espaciales de Europa y Japón para estudiar Mercurio, Airbus fue seleccionada como contratista principal. Esta compleja misión, que viajará durante siete años hacia su destino y soportará radiaciones 20 veces más intensas que en la órbita baja terrestre, requirió superar numerosos desafíos tecnológicos para cumplir con los requerimientos de ciencia y de la misión.
BepiColombo en Airbus
Airbus, como contratista principal de ESA, es responsable del diseño y la construcción del Orbitador Planetario de Mercurio y del resto del hardware europeo de la plataforma. Los ingenieros han creado una nave espacial con módulos apilados, de modo que ambos orbitadores pueden viajar a Mercurio como una sola unidad por medio de un módulo dedicado de propulsión para realizar la transferencia, el Módulo de Transferencia de Mercurio (MTM), también diseñado y construido por Airbus.
El trayecto de la Tierra a Mercurio requiere reducir la velocidad de la nave espacial y permitir que la gravedad del Sol atraiga a la nave hacia sí, reduciendo de esta manera el tamaño dela órbita. Para alcanzar la velocidad adecuada para que la gravedad de Mercurio la atraiga a su órbita, la nave espacial debe reducir la velocidad en 7 km/s, siete veces el empuje que se precisa para llegar a Marte. BepiColombo consigue este frenado a través de nueve sobrevuelos planetarios (1 a la Tierra, 2 a Venus, 6 a Mercurio) y el uso de un sistema de propulsión eléctrica, especialmente desarrollado para la misión, que aporta 4 km/s de frenado.
Tras siete años de viaje y 18 órbitas alrededor del Sol para entrar en la órbita de Mercurio, el MTM se separará y el Orbitador Planetario de Mercurio será el que se encargue de la propulsión. Por medio de una captura en condiciones de gravedad libre, el conjunto de módulos apilados recibirá el impulso para colocarse en órbita alrededor de Mercurio y posteriormente irá descendiendo hacia las órbitas científicas. El Orbitador Magnetosférico de Mercurio se desprenderá y se lanzará a su órbita antes de que se separe el escudo solar y el Orbitador Planetario de Mercurio siga descendiendo a su órbita de destino. A partir de ese momento, los orbitadores realizarán los análisis más profundos que se hayan realizado hasta el momento sobre Mercurio.
Soluciones de refrigeración cuando la cosa está que arde
Como Mercurio está solo a 58 millones de kilómetros del Sol, presenta desafíos especiales a las sondas que llegan hasta él. Durante el día, la superficie del planeta alcanza temperaturas de 450 grados centígrados o más, lo suficiente como para fundir determinados metales. De modo que las naves espaciales que estén en órbita, no solo tienen que afrontar el enorme calor del Sol, sino también la radiación infrarroja que emite el tórrido planeta.
En consecuencia, los ingenieros de Airbus han cubierto con material aislante multicapa todas las superficies externas del Orbitador Planetario de Mercurio de la ESA, exceptuando el lateral del radiador, para hacer frente a las altas temperaturas. Ese material, fabricado con 50 capas de cerámica y aluminio, se diseñó especialmente para la misión BepiColombo. Las antenas están realizadas en titanio resistente al calor, incorporan un recubrimiento recientemente desarrollado. Como la misión del MPO es investigar la superficie de Mercurio, uno de los lados siempre estará de cara al planeta, de modo que los instrumentos puedan controlar la superficie en todo momento mientras que el radiador se orienta hacia el espacio profundo para expulsar el calor.
El papel de Airbus
El contratista principal es Airbus en Friedrichshafen, Alemania, con responsabilidad sobre el diseño y realización del sistema, verificación funcional y la gestión general del proyecto. El equipo de Stevenage en Reino Unido, proporcionó la estructura y los sistemas térmicos del MPO y fue responsable del diseño y la construcción del MTM. Airbus en Madrid-Barajas, España, suministró la estructura del MTM. El sistema de propulsión eléctrica utiliza dos PPU (unidades de propulsión de energía) desarrollados por Airbus en Tres Cantos, España. Estas unidades, que pesan 48 kilos, proporcionan una potencia de 5 kW cada una, con la que impulsan los motores iónicos del sistema de propulsión eléctrica. Las PPU se han diseñado de forma que las dos unidades puedan hacer funcionar simultáneamente a dos propulsiones iónicos de los cuatro con los que está equipado el módulo de propulsión.
El panel solar del MPO suministrado por Airbus en Ottobrunn, Alemania, tiene un diseño de alta temperatura que funciona a 190ºC y cuenta con componentes especialmente desarrollados para funcionar en esas difíciles condiciones térmicas. El panel solar puede suministrar 2kW. El control térmico del panel se realiza con un diseño único que incorpora una combinación de células y OSR (espejos de cristal) que suponen el 17 por ciento del área del panel. El panel solar se mantiene en un intervalo de temperatura seguro controlando la inclinación y rotando continuamente el panel conforme la sonda orbita Mercurio.
Los paneles solares del MTM, proporcionados por Airbus en Leiden, Países Bajos, también tienen un diseño resistente a la alta temperatura y funcionan a un máximo de 190º y utilizan la misma tecnología que el MPO. Conforme se va acercando al Sol, la producción del panel solar aumenta, acompañada de un incremento de su temperatura. Una vez que el conjunto alcanza la temperatura de 190ºC (a unos 0,5 UA) es necesario inclinar el panel reduciendo de esta manera su área de proyección y limitando su rendimiento. Las dos alas suman un total de 40m2 y tienen una masa de 290 kg.
Fuente: Airbus
