(Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech, Xinlin Li/LASP/CU Boulder, NASA/Lunar and Planetary Laboratory)
El armatoste de metal se movía silenciosamente por el espacio, muy por encima de la Tierra azul. Por sus cables ya no circulaba corriente, sus instrumentos estaban desconectados del universo exterior y su antena de comunicaciones estaba en silencio. A todos los efectos, había muerto y casi todo el mundo lo había dado por perdido.
Casi todo el mundo.
A pesar de haber agotado los últimos vestigios de su batería, de repente, de algún lugar, surgió una chispa de vida. Como medida de seguridad, su ordenador se encargó de reiniciar la nave una vez agotada la batería: siempre había más energía que obtener de sus paneles solares. De repente, los diversos subsistemas del pequeño satélite empezaron a despertarse. El ordenador de vuelo se reactivó, las ruedas de reacción empezaron a girar, los instrumentos empezaron a detectar y la antena de radio empezó a emitir de nuevo.
CIRBE (Colorado Inner Radiation Belt Electron Experiment) era un cubesat de 3 unidades que se lanzó en abril de 2023 para vigilar las partículas cargadas en el cinturón de radiación interior de Van Allen. Tuvo tanto éxito que la NASA le concedió una prórroga tras finalizar su misión nominal de 4 meses, pero el 15 de abril algo le ocurrió al pequeño satélite mientras daba vueltas a 509 kilómetros (316 millas) sobre nuestras cabezas.
Se apagó. Y eso, pensó todo el mundo, fue todo.
«Todos estábamos decepcionados; sólo podíamos pensar positivamente que nuestras mediciones de alta resolución energética habían proporcionado muchos datos de alta calidad», declaró en una entrevista a universeexpedition.com Xinlin Li, investigador principal de CIRBE en la Universidad de Colorado en aquel momento.
En mayo de 2024, el sol desató una tormenta solar, un torrente de partículas cargadas que chocaron contra el campo magnético de la Tierra y generaron una gran tormenta geomagnética que modificó los cinturones de Van Allen, justo para lo que se había diseñado el CIRBE. Y sin embargo, CIRBE no estaba cerca. La noche del 10 de mayo, mientras las auroras brillaban en los cielos de todo el mundo, los amigos y colegas de Li salieron a contemplar el espectáculo de luces celestes.
Pero no Li.
CIRBE cabalga de nuevo
El cubesat CIRBE en la sala blanca de la Universidad de Boulder, Colorado. (Crédito de la imagen: Xinlin Li/LASP/CU Boulder)
Al saber lo que se perdían por no tener CIRBE cerca para vigilar los efectos de la tormenta, Li sintió que su ánimo decaía. «Simplemente no estaba de humor para ir a ver la aurora», dijo.
En lugar de eso, todos los días consultaba el sitio web SatNog que ofrecía telemetría por satélite en directo, deseando que el CIRBE volviera a la vida. Sus esperanzas no eran del todo infundadas. La misión hermana de CIRBE de la década anterior era CSSWE, el Colorado Student Space Weather Experiment. Se lanzó en 2012 antes de quedarse en silencio el 13 de marzo de 2013 durante tres meses antes de volver a la vida. En el caso de CSSWE, sin embargo, fue un problema conocido en su sistema de comunicación el que causó el apagón de radio, y un «modo Phoenix» incorporado le permitió reiniciarse una vez agotada la batería.
Sin embargo, el problema que había afectado al CIRBE era, y sigue siendo, un misterio. La mejor suposición de Li es que se trataba de algún tipo de corrupción en la memoria flash de la nave espacial, y Li sólo podía esperar que el satélite se reiniciara. Entonces, el 23 de mayo, de la nada, Li vio una señal de CIRBE.
«Volvió a la vida durante dos días y medio antes de quedarse en silencio de nuevo», dijo Li. «Todavía no sabemos por qué».
Li no perdía la esperanza, y el 10 de junio CIRBE volvió a llamar a casa, y esta vez para quedarse. Hasta que su órbita decayó y volvió a entrar en la atmósfera el 4 de octubre.
«¡Todos estábamos exultantes!», dice Li sobre el regreso del CIRBE al servicio activo. «Fue un milagro».
Alas, el milagro no podía durar. Las tormentas solares calentaban la atmósfera superior de la Tierra, inflándola y aumentando la resistencia atmosférica del cubesat. El CIRBE había sido enviado allí para estudiar este fenómeno.
«Cada vez que nos encontrábamos con una tormenta magnética intensa era una sensación agridulce», dijo Li. «Observábamos características dinámicas en los cinturones de radiación y captábamos nuevos fenómenos, pero al mismo tiempo veíamos cómo la altitud de CIRBE descendía rápidamente durante cada tormenta».
Una ‘IMAGEN’ para conservar
La nave espacial IMAGE estuvo perdida durante 13 años antes de volver a llamar a casa (Crédito de la imagen: NASA/Lunar and Planetary Laboratory)
Al menos CIRBE volvió de entre los muertos lo suficientemente rápido como para descubrir dos cinturones de radiación nuevos y temporales formados por una afluencia de partículas cargadas procedentes de las tormentas solares, situados en la región de la «ranura» entre los dos cinturones de Van Allen. Se sabe que algunas misiones pasan años entre la vida y la muerte antes de reactivarse.
Tomemos la nave espacial Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration (IMAGE) de la NASA lanzada en 2000. Al igual que CIRBE, IMAGE fue diseñada para estudiar el efecto de las tormentas solares en la magnetosfera terrestre. Durante cinco años proporcionó datos magníficos, hasta que un día de diciembre de 2005 dejó de funcionar.
Con IMAGE dado por muerto, su equipo de misión pasó a otros proyectos. Muchos años después, en enero de 2018, ocurrió algo extraordinario: IMAGE regresó.
Su señal fue captada por pura casualidad por un radioastrónomo aficionado llamado Scott Tilley, que en ese momento buscaba un satélite militar estadounidense perdido. Se puso en contacto con Richard Burley, director de la misión IMAGE en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, que quedó asombrado por la noticia.
Burley y su equipo de la NASA se dispusieron a restablecer el contacto para confirmar que se trataba efectivamente de IMAGE, e identificaron que el código de la señal era el ID 166 de IMAGE. Al recuperar el control de la nave espacial, descubrieron algo sorprendente: los componentes electrónicos habían sido dañados en 2004 por un impacto de rayos cósmicos, o lo que, según Burley, la NASA denomina «Single Event Upset», o SEU.
La unidad de distribución de energía de IMAGE, o PDU, tenía dos lados, un lado A y un lado B. «Era la única pieza redundante de IMAGE», explica Burley a universeexpedition.com.
El SEU dejó fuera de servicio el lado A de la PDU, lo que obligó a los técnicos a cambiar a su lado B. Sin embargo, cuando se restableció el contacto en 2018, la PDU volvió a su lado A plenamente operativo. Esto solo podría haber ocurrido si IMAGE hubiera reiniciado sus sistemas. Resultó que lo había estado haciendo mucho.
Tras una minuciosa investigación, Burley y el equipo de IMAGE pudieron averiguar qué había ocurrido. El impacto de rayos cósmicos había dañado la PDU hasta el punto de que empezó a pensar que su transpondedor de radio seguía recibiendo energía, cuando en realidad no era así. Esto fue lo que provocó el apagón inicial en 2005.
«Las naves espaciales tienen un “tiempo de espera de vigilancia de comandos”», dijo Burley. «Esto está diseñado en el ordenador de modo que si no recibe ningún comando en una cantidad de tiempo preprogramada, reiniciará el ordenador de la nave espacial».
En el caso de IMAGE, este tiempo preprogramado era de 72 horas. Sin embargo, el reinicio no reinicia la PDU, por lo que cada vez que IMAGE se reiniciaba pensaba que su transpondedor seguía funcionando cuando no era así.
Como no recibía ninguna comunicación de la Tierra, donde todo el mundo creía que IMAGE había muerto, la nave espacial siguió reiniciándose cada 72 horas durante 13 largos años sin conseguir nada con ello, como si estuviera atrapada en una especie de purgatorio infernal, un Día de la Marmota de las naves espaciales.
En algún momento, la PDU se reinició, volvió al lado A y el transpondedor volvió a recibir energía para poder llamar a casa. En cierto modo, fue como si una víctima de un derrame cerebral perdiera la capacidad de mover medio cuerpo o de hablar, para recuperarla mucho más tarde.
Burley afirma que los impactos de rayos cósmicos en las naves espaciales son frecuentes y que, por lo general, los protocolos de detección y corrección de errores de a bordo pueden corregir errores de un solo bit, como que un 0 se convierta en un 1 o viceversa. «Los errores de varios bits son más problemáticos», afirma Burley, y eso es lo que le ha ocurrido a IMAGE.
«Resulta que otras dos naves Goddard de la NASA sufrieron anomalías similares en sus SSPC [controladores de potencia de estado sólido, que forman parte de sus PDU] », explica Burley. Afortunadamente, en los otros dos casos los daños no habían inutilizado los transpondedores, por lo que aún era posible la comunicación para diagnosticar y solucionar los problemas resultantes. Todos los SSPC afectados procedían del mismo lote, que estaba suficientemente endurecido contra la radiación para protegerlos de los impactos de rayos cósmicos.
En cuanto a IMAGE, todo ese tiempo solo en el espacio no le había hecho ningún favor. El 24 de febrero de 2018, la NASA perdió de nuevo el contacto con IMAGE, y cuando fue captado su señal era débil. Esto duró hasta mayo de 2018, cuando comenzó a emitir con fuerza una vez más, pero no aceptaba todos los comandos enviados a través del control de la misión. También hubo problemas para encontrar el hardware para ejecutar programas informáticos escritos a principios de siglo que podrían permitir un mayor control de la nave espacial y analizar su telemetría. La última vez que se supo de IMAGE fue el 28 de agosto de 2018.
El largo sueño en el espacio
Ilustración artística de la nave espacial europea Giotto llegando al cometa Halley en 1986. (Crédito de la imagen: ESA)
Los ejemplos de CIRBE e IMAGE son de desconexiones imprevistas, pero cada vez es más frecuente que las naves espaciales se pongan deliberadamente en hibernación. Por ejemplo, el Jupiter Icy Moons Explorer de la Agencia Espacial Europea pasará gran parte de su viaje de ocho años a Júpiter en hibernación, tras lo cual será resucitado para estudiar las lunas heladas de Europa, Ganímedes y Calisto.
La primera nave espacial en hibernar fue la misión Giotto de la Agencia Espacial Europea. Tras su histórico encuentro con el cometa Halley en 1986, Giotto fue desconectada para salvarla para un encuentro previsto con otro cometa, llamado Grigg-Skjellerup. Giotto fue reactivado el 2 de julio de 1990 para volar más allá de la Tierra y obtener una honda gravitatoria que lo enviara al cometa de doble barrera, con el que se encontró el 10 de julio de 1992. Trece días más tarde, Giotto fue apagado de nuevo, y finalmente se le permitió descansar.
Mantenerse prudente
A veces, las naves espaciales resucitan de forma deliberada pero inesperada. Por ejemplo, el Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA. Lanzado en 2009 para estudiar todo el cielo en luz infrarroja, necesitaba refrigerante para mantener fríos sus instrumentos y evitar que el ruido térmico de la nave ahogara los débiles fotones infrarrojos que caían sobre su óptica. Cuando se agotó el refrigerante en septiembre de 2010, la NASA mantuvo WISE en funcionamiento durante unos meses bajo una nueva apariencia, NEOWISE, para buscar objetos cercanos a la Tierra (NEO) visibles en longitudes de onda infrarrojas más cálidas que no necesitaran refrigerante para que la nave los detectara. NEOWISE se apagó en febrero de 2011.
El estallido de Chelyabinsk, provocado por la entrada de un pequeño asteroide en la atmósfera terrestre y su explosión sobre una ciudad rusa en febrero de 2013, conmocionó a muchos astrónomos, agencias espaciales y gobiernos y, en parte como respuesta a este dramático suceso, la NASA reactivó NEOWISE en septiembre de 2013. NEOWISE pasó posteriormente 11 años cazando con éxito asteroides y cometas, incluido el brillante cometa a simple vista C/2020 F3 NEOWISE de 2020.
Finalmente, NEOWISE terminó su segunda misión en agosto de 2024 y se quemó en la atmósfera terrestre el 1 de noviembre de 2024.
Este concepto artístico muestra la nave Wide-field Infrared Survey Explorer, o WISE, en su órbita alrededor de la Tierra. En septiembre de 2013, los ingenieros sacaron la misión de la hibernación para cazar más asteroides y cometas en un proyecto llamado NEOWISE. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech)
La historia de ISEE-3
No todas las naves espaciales despiertan de la hibernación con tanto éxito como NEOWISE o Giotto. En 1978, la NASA lanzó la nave ISEE-3, posteriormente rebautizada como Explorador Cometario Internacional. En septiembre de 1985, pasó a 7.800 km del núcleo del cometa Giacobini-Zinner, atravesó su cola de plasma y tomó lecturas. La NASA volvió a observarlo brevemente en 1999 y 2008 antes de abandonarlo.
Realización artística del Explorador Internacional Sol-Tierra-3 (ISEE-3), que se convirtió en el Explorador Cometario Interplanetario. (Crédito de la imagen: NASA)
Después, en 2014, un grupo independiente de entusiastas del espacio obtuvo el permiso de la NASA para reactivar la nave espacial y, el 29 de mayo de ese año restablecieron las comunicaciones bidireccionales con ella. Consiguieron encender algunos de sus propulsores, pero pronto empezaron a fallar como consecuencia de la caída de la presión del nitrógeno en los tanques de combustible de a bordo. El contacto final se produjo el 16 de septiembre de 2014.
Fue una buena idea – si hubiera funcionado podría haber abierto la puerta a resucitar otros satélites retirados, pero solo demuestra que ser un nigromante de naves espaciales no es cosa fácil. Y como demostraron CIRBE e IMAGE, a veces es la propia nave espacial la que lanza sus propios hechizos.
