Créditos: NASA/Kim Shiflett.
Cuando la misión Artemis I de la NASA se lance a finales de este mes, miles de cámaras capturarán el histórico primer vuelo del cohete del Space Launch System (SLS) de la NASA y la cápsula Orión.
Sin embargo, algunas cámaras estarán enfocadas en marcas cuidadosamente colocadas en el cohete, en la nave espacial y en el lanzador móvil. Estas cámaras tienen como objetivo capturar partes de la cuenta atrás y el lanzamiento, y proporcionarán datos muy importantes a los equipos de ingeniería después del lanzamiento y el vuelo.
Se han realizado una variedad de patrones en blanco y negro en el cohete y en la nave espacial que se utilizan como objetivos para las cámaras. En el caso del anillo negro debajo del cono del pico en el propulsor de cohete sólido de la izquierda, permite a los ingenieros distinguir fácilmente el propulsor derecho del izquierdo ya que el vehículo es muy simétrico y algunas de las cámaras tendrán un campo estrecho de visión. Sin embargo, otros patrones se ven mejor a distancia.
“Si observas la etapa central del SLS y los propulsores de cohetes sólidos gemelos, la plataforma de lanzamiento y la torre de lanzamiento, verás cuadrados alternados en blanco y negro que parecen el patrón de un tablero de ajedrez”, dijo Beth St. Peter, líder del equipo de integración de imágenes del SLS en el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville (Alabama). “Cada marca tiene un propósito específico. En general, las marcas se utilizan para medir con precisión el movimiento en los eventos dinámicos durante el despegue y la separación. Con cámaras específicas, rastrearemos esas cruces de las marcas y formaremos “triángulos” de múltiples patrones para apoyar nuestras tareas de análisis de reconstrucción posteriores al vuelo”.
Los eventos críticos, como la separación de los propulsores de cohetes sólidos de la etapa central, se estudiarán de cerca y se compararán con simulaciones de modelos informáticos.
“Las imágenes y los datos que recopilemos ayudarán a validar los modelos informáticos, e incluso podríamos descubrir que podemos relajar algunas de las restricciones en función de los datos de fotogrametría”, dijo St. Peter.
La forma de cada patrón también es importante. Los cuadrados y rectángulos proporcionan bordes nítidos, lo que permite que el software informático determine con precisión los bordes de los píxeles y, por extracción, el movimiento de esos píxeles. Se utilizan patrones en blanco y negro porque los dos colores proporcionan el mayor contraste, lo que ayuda a garantizar que los equipos sigan el mismo punto a lo largo del tiempo y también desde varias cámaras.
Créditos: NASA/Glenn Benson.
Durante las actividades de prueba, St. Peter y su equipo observaron cuidadosamente numerosos ángulos de las cámaras para asegurarse de que el cohete no estuviera experimentando demasiada tensión, ya que se cargaron más de 2.700.000 litros de hidrógeno líquido superenfriado y oxígeno líquido en los tanques de propulsor del cohete.
Colocar las marcas en el cohete, la nave espacial y el lanzador móvil, es casi una ciencia en sí misma. Algunas marcas fotogramétricas están ubicadas en líneas de visión conocidas por las cámaras instaladas previamente alrededor de la plataforma de lanzamiento. Las marcas también deben colocarse donde el frío extremo de los propulsores o el calor extremo del lanzamiento no las afecten.
La fotogrametría será importante cuando la etapa de propulsión criogénica provisional y Orión se separen de la etapa central vacía y del adaptador de la etapa del vehículo de lanzamiento. La separación será monitoreada con un tipo diferente de tecnología.
“En lugar de usar marcas pintadas, estamos usando marcas retrorreflectoras”, dijo St. Peter. “Estos reflectores dirigirán la luz que rebota hacia la fuente, en este caso, una cámara a bordo que tiene una fuente de luz. Los retrorreflectores son perfectos en condiciones cambiantes de luz y con poca luz, como las que experimentamos durante este evento clave de separación”.
A medida que la NASA continúe lanzando y volando el SLS en misiones cada vez más complejas, las marcas en el SLS irán evolucionando. Artemis II y Artemis III también volarán con esta primera configuración del SLS, conocida como Block 1, y las marcas seguirán siendo similares a las del cohete de Artemis I. En Artemis II, los astronautas utilizarán marcas adicionales con objetivos reflectantes en el ICPS y el adaptador de etapa de Orión para probar sus capacidades de conducción durante la demostración de operaciones de encuentro y proximidad.
A partir de Artemis IV, la segunda configuración del SLS, conocida como Block 1B, contará con una etapa superior más poderosa que reemplaza al ICPS. El Block 2, que debutará en el noveno vuelo del SLS, contará con propulsores de cohetes sólidos avanzados de nuevo diseño.
Una imagen vale más que mil palabras. Para los ingenieros que construyen, lanzan y hacen volar el cohete que permitirá la próxima era de exploración espacial de la NASA, una foto vale más que mil puntos de datos. Puntos de datos que llevarán a la primera mujer y la primera persona de color a la Luna y enviarán a la humanidad más lejos que nunca en el sistema solar.
Créditos: NASA/Ben Smegelsky.
Edición: R. Castro.