domingo, 10 de noviembre de 2013

Reentrada de GOCE

Hace unos días que el sistema de propulsión eléctrica -ionica- del satélite europeo GOCE falló, tras 4 años largos de vida. GOCE era un satélite colocado en una órbita extremadamente baja (261x267 Km) que sirvió para medir las irregularidades del campo gravitatorio terrestre, usando unos acelerómetros extremadamente sensibles.
Simulación artística de GOCE

Ya en julio, el motor de propulsión iónica que mantenía al satélite en una órbita estable sin bajar de altitud redujo su propulsión por un tiempo para reducir la órbita y tener una mejor resolución de datos de los experimentos a bordo. El motor falló definitivamente sobre el 20 de octubre, y a partir de ahí comenzó a precipitarse extremadamente rápido.  El 22 de octubre se hizo una predicción aproximada que llegó a los medios de que reentraría sobre el 9 de noviembre +-3 días.

La línea de arriba es el apogeo (punto mas alto de la órbita) y el de abajo el perigeo (punto mas bajo). Se
hace ver una variación regular de altitudes normal en órbitas bajas. Podemos ver también como cuando falla el motor GOCE comienza a caer muy rápido por culpa del roce con la atmósfera.

Cuanto mas nos acercamos a la reentrada, mas datos tenemos sobre como se comporta el satélite con cada vez mas drag, y además los cálculos son mas exactos por motivos obvios. La órbita de GOCE ha sido re-calculada 85 veces desde que falló el motor hasta el día de hoy, por lo que tenemos datos bastante precisos de la posición del objeto en todo momento.

Las órbitas que distribuye la USPACECOM no tienen los parámetros orbitales justos para representar la órbita, sino que se incluyen otros mucho datos, incluidos uns valores (Ndot^) que vienen a ser la diferencia de altitud (o roce) que ha tenido el objeto desde la anterior órbita distribuida. Este dato es el que sirve para hacer predicciones de cuando reentrará, y se sirven de el varias páginas web, como pueden ser Calsky o aerospace, y softwares como advance o satevo. Me he valido de este último, y de una configuración propia (que permite variar manualmente con las habilidades de cada uno) para hacer mi propia predicción. Estas predicciones son bastante exactas cuando la reentrada será en las próximas horas, cosa que no está mal, pero no podemos pretender acertar el lugar donde reentrará, ya que la precisión es de una o varias órbitas.

Metiendo los datos orbitales que podemos encontrar (por ejemplo) en Celestrak, y aprovechando que guardo todas las órbitas de todos los satélites una vez al día para situaciones como estas, llegamos a la siguiente conclusión:

Cálculos de reentrada utilizando diferentes órbitas usando satevo.

El valor que vemos a la izquierda de la fecha de reentrada es la fecha de reentrada en formato TLE. Vemos que es muy irregular, y eso no ayuda en absoluto en hacer una predicción precisa. Tomaremos el último valor (13314.658529) ya que le corresponde a la última órbita proporcionada y por lo tanto la que mas precisión nos va a dar. Sacando la calculadora y un folio traducimos esos números a una fecha: 2013/11/10 a las 21h 48min. UTC (22h 48min en horario central europeo). Esto corresponde a dentro de escasas horas. Este software permite también la extracción de órbitas partiendo de esta y utilizando el modelo que le metas (también tiene una por defecto), así que podemos ver cuales serán sus últimas órbitas con un rango mayor de precisión:
                      Ground track: Orbita de predicción, y la anterior y posterior a esta. Orbitron.

Por lo que desgraciadamente, solo podemos hacer una aproximación. Una vez reentrado se sabrá el lugar (+- 1º) y la hora (+- 1min) donde habra re-entrado.

ACTUALIZACIÓN: Con nuevos datos la re-entrada de GOCE se estima entre las 22:30 UTC de hoy y las 00:30 UTC de mañana, por lo que el ground track correcto sería este y el de la anterior imagen:




Esta entrada está escrita a todo correr, así que puede que hayan pequeños cambios hasta que me quede a gusto con ella.

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