ARGOS (satélite)

El satélite ARGOS ( Advanced Research and Global Observation Satellite ) fue lanzado el 23 de febrero de 1999 con nueve instrumentos científicos destinados a misiones de investigación y desarrollo a cargo de nueve investigadores diferentes. La misión finalizó el 31 de julio de 2003.

ARGOS fue lanzado desde la plataforma de lanzamiento SLC-2W , en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg , California , a bordo de un cohete Boeing Delta II (7920-10) . La construcción de la plataforma de la nave espacial y la integración de la carga útil del satélite fueron realizadas por Boeing en sus instalaciones de Seal Beach, California . El programa fue financiado y dirigido por el Programa de Pruebas Espaciales (STP) del Departamento de Defensa como la misión P91-1 (el primer contrato de misión del STP adjudicado en 1991).

La misión de US$220 millones fue operada por la Dirección de Pruebas y Evaluación del Centro de Sistemas Espaciales y de Misiles del Comando Espacial de la Fuerza Aérea (entonces Ala de Desarrollo y Pruebas Espaciales , ahora Dirección de Sistemas Avanzados y Desarrollo del SMC ) ^{[ 2 ]} desde su Complejo de Apoyo a I+D+E (RSC) en la Base de la Fuerza Aérea Kirtland , Nuevo México . ARGOS fue la primera misión operada al 100% desde las nuevas instalaciones de última generación de Kirtland, equipadas con tecnología comercial estándar; todas las misiones satelitales anteriores del SMC se habían operado total o parcialmente desde el centro anterior en la Estación de la Fuerza Aérea Onizuka , California.

ARGOS (también conocida como misión STP P91-1) fue una misión satelital de investigación y desarrollo del Departamento de Defensa, gestionada por la División Espacial del Centro de Sistemas Espaciales y de Misiles en la Base de la Fuerza Aérea Kirtland (SMC/TE), Albuquerque, NM. Formó parte del Programa de Pruebas Espaciales (STP) de la USAF ^{[ 3 ]} con el objetivo de demostrar varias tecnologías espaciales nuevas y lanzar cargas útiles para la detección global de la Tierra y observaciones celestes. ^{[ 4 ]}

El ARGOS tuvo una vida útil de diseño de tres años y formó parte del Programa de Pruebas Espaciales (STP) del Departamento de Defensa (DoD), que presta apoyo a la Fuerza Aérea , el Ejército , la Armada , la BMDO (ahora MDA ), la NASA y diversas agencias espaciales internacionales. Las nueve cargas útiles del ARGOS, que abordaron más de 30 objetivos de investigación, realizaron observaciones de la atmósfera superior y demostraciones tecnológicas. Estas incluyeron tecnología de sensores para la Estación Espacial Internacional (ISS), así como tres experimentos de imágenes ultravioleta de alta prioridad y un sensor de rayos X. Los experimentos restantes investigan la propulsión iónica , la física de la ionización de gases, las capacidades de detección de penachos y los desechos orbitales . Como parte del STP del DoD, el ARGOS satisfizo la necesidad de transportar cargas útiles del Departamento de Defensa que no pueden ser transportadas en el Transbordador Espacial ni a bordo de vehículos de lanzamiento pequeños debido a su complejidad, tamaño, duración de la misión u otras limitaciones. El Laboratorio de Investigación Naval (NRL), el Comando Espacial y de Defensa Estratégica del Ejército de los EE. UU., el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y la Oficina de Investigación Naval proporcionaron cargas útiles para la misión ARGOS. ^{[ 5 ]}

Según el centro de control de misiones de la base aérea de Kirtland, "A partir de las 15:00 hora Zulu del 31 de julio de 2003, se suspendió el apoyo a todas las operaciones de ARGOS. El deterioro de las unidades de referencia inercial provocó que la aeronave perdiera el control. Como consecuencia, se perdieron las comunicaciones con la nave espacial".

El satélite fue diseñado para operar en una órbita heliosíncrona y muchas de las cargas útiles requerían ángulos solares específicos, por lo que Robert Cleave diseñó ingeniosamente la órbita para que funcionara sin necesidad de un subsistema de propulsión a bordo, lo que posteriormente se identificó como una estrategia clave para el éxito.

ARGOS fue construido en las instalaciones de Boeing en Seal Beach, California, y en ese momento era el satélite de investigación y desarrollo más grande y sofisticado que Boeing había desarrollado para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. ^{[ 6 ]}

El satélite incluía una variedad de sensores y experimentos patrocinados y proporcionados por diversas organizaciones de la comunidad espacial estadounidense. La selección de los experimentos se llevó a cabo mediante el proceso de la Junta de Revisión de Experimentos Selectivos (SERB) del Departamento de Defensa. ^{[ 7 ]} Los experimentos y sus patrocinadores se identifican a continuación:

• CERTO - Experimento de Tomografía Radioelectromagnética Coherente (1996-18/NRL): desarrollado por la División de Física de Plasmas del NRL, consta de un transmisor de radiobaliza estable en el satélite y una cadena de receptores en tierra. Las transmisiones de radio de la baliza CERTO son procesadas por los receptores terrestres para producir mapas bidimensionales de las densidades electrónicas en la ionosfera . La técnica de medición CERTO proporciona imágenes de la ionosfera con  una resolución vertical y horizontal de 10 km. Además,  las fluctuaciones en las ondas de radio CERTO permiten determinar irregularidades ionosféricas de 1 km o menos. CERTO también se puede utilizar para calibrar las densidades ionosféricas obtenidas con instrumentos EUV como HIRAAS, GIMI y EUVIP en ARGOS. La técnica basada en radio de CERTO tiene la ventaja de una mayor resolución espacial que las técnicas basadas en EUV, pero requiere receptores terrestres alineados con la órbita del satélite. La combinación de ambas técnicas en el mismo satélite proporciona mejoras sustanciales con respecto a cada técnica por separado. El investigador principal de CERTO, el Dr. Paul Bernhardt, señala que los instrumentos del NRL a bordo de ARGOS fueron la primera demostración que combinó sensores EUV y de radio para obtener imágenes mejoradas de la ionosfera.
• CIV - Experimento de Velocidad de Ionización Crítica (1990-9/AFRL-Kirtland AFB): Se propone la liberación de gases de xenón y dióxido de carbono  desde boquillas en el ARGOS en órbita con una velocidad de aproximadamente 7,4 km/s a una altitud de aproximadamente 800 km. Las liberaciones se han realizado principalmente en la oscuridad sobre el sitio del telescopio de Maui . La suma vectorial de las velocidades del satélite y del gas ha superado el requisito de velocidad para el proceso de velocidad de ionización crítica (CIV) del xenón. Es factible que el gas xenón alcance la ionización a velocidad crítica. No se producirá la fuente de iones ni el desprendimiento por colisión para el gas xenón y no hay fotoionización en la oscuridad; los procesos de ionización que compiten con la CIV están ausentes. Se discutirán los efectos de la densidad neutra, el campo magnético ambiental y la ionización de semillas sobre la CIV del gas xenón. A diferencia del xenón, el dióxido de carbono no experimentará la CIV debido a su mayor requisito de velocidad. Sin embargo, es posible que el dióxido de carbono que colisiona con las especies atmosféricas forme moléculas de CO y OH excitadas, las cuales posteriormente emitirán radiación. Las observaciones ópticas , infrarrojas y ultravioletas realizadas por el satélite y en el Telescopio Óptico de Maui proporcionarán mediciones de diagnóstico para el experimento. ^{[ 8 ]} 
• ESEX - Experimento Espacial de Propulsión Eléctrica (1990-13/AFRL-Edwards AFB): un esfuerzo de la Dirección de Propulsión del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea demostró una propulsión eléctrica de alta potencia proporcionada por un motor de arco de 26 kilovatios . ^{[ 9 ]} Se evaluó su rendimiento e interacciones con otros experimentos y sistemas de la nave espacial. Mediante la ionización del amoníaco , se esperaba que la propulsión eléctrica de ESEX duplicara la capacidad de carga útil a órbita de los sistemas de propulsión espacial actuales. El propulsor de amoníaco consumido fue cuatro veces menor que el del motor de cohete químico de mejor rendimiento en uso en ese momento. Para el equipo, la mejor información recopilada fue la validación de que el encendido del sistema de propulsión eléctrica de mayor potencia en el espacio no interrumpió la telemetría ni afectó a otros equipos de la nave espacial. ^{[ 10 ] [ 11 ]}
• EUVIP - Experimento de Fotómetro de Imágenes Ultravioleta Extrema (1990-8/Comando Espacial y de Defensa Estratégica del Ejército): ha establecido el comportamiento de la atmósfera superior y la plasmasfera necesarios para el diseño de sistemas de comunicación seguros del Ejército, la predicción de tormentas magnéticas y la caracterización de la aurora . ^{[ 12 ]}
• GIMI - Experimento de Monitorización Global de Imágenes de la Ionosfera (1990-19/NRL): obtendrá imágenes de campo amplio FUV/EUV de emisiones ionosféricas y de la atmósfera superior simultáneamente, cubriendo grandes áreas de la Tierra desde una órbita terrestre baja . Estas imágenes se utilizarán para determinar las densidades químicas [O+, O2 nocturno , NO y N2 ] a nivel global y para detectar perturbaciones en la ionosfera causadas por la actividad auroral, ondas gravitacionales y materiales extraños provenientes de meteoros , supuestos "cometas de hielo", gases de escape de cohetes y liberaciones químicas. Entre las observaciones atmosféricas, GIMI también realizará un estudio de todo el cielo de estrellas y fuentes difusas celestes en longitudes de onda ultravioleta lejanas . El instrumento GIMI tiene dos cámaras alineadas para observaciones simultáneas de objetivos seleccionados. La cámara 1, sensible en el  rango de 75-110 nm, se utilizará principalmente para observaciones de la ionosfera diurna, auroras y ocultaciones estelares, y para estudios de campos estelares. La cámara 2 es sensible en los  rangos de longitud de onda ultravioleta lejana de 131-160 nm y 131-200 nm, y se utilizará para observaciones de la ionosfera nocturna, el brillo atmosférico, las ocultaciones estelares, los estudios de campos estelares, así como las liberaciones de gas y las columnas de humo de los cohetes durante la noche.
• HIRAAS - Experimento de espectrógrafo de luminiscencia atmosférica/aurora de alta resolución (1990-5/NRL): es un experimento multiinstrumental que escaneará el borde de la atmósfera terrestre (llamado limbo) aproximadamente cada 90 segundos para medir las emisiones de luminiscencia atmosférica naturales en el rango de longitud de onda de 50 a 340 nanómetros (nm) en una amplia gama de condiciones geofísicas y a diferentes horas locales. Los instrumentos realizarán observaciones continuas en varias bandas espectrales con una resolución hasta diez veces superior a la de experimentos anteriores. Estas mediciones se utilizarán para inferir la composición (O+, N2 _, O y O2 ₎ y la temperatura. Los datos del experimento HIRAAS se utilizarán para explorar nuevos conceptos en el monitoreo del clima espacial desde satélites y para mejorar las comunicaciones de alta frecuencia y el radar más allá del horizonte, que dependen de la propagación a través de la atmósfera. Las mediciones también ayudarán a los investigadores a evaluar los efectos a largo plazo del aumento de los gases de efecto invernadero atmosféricos en la atmósfera superior y la ionosfera.
• HTSSE II - Experimento Espacial de Superconductividad a Alta Temperatura (1992-2/NRL): desarrollado por el Laboratorio de Investigación Naval, permitirá la homologación espacial de subsistemas digitales superconductores que podrían ofrecer una reducción de potencia de entre 100 y 1000 veces, una velocidad más de diez veces superior y una reducción de peso similar a la de la electrónica actual basada en silicio o arseniuro de galio (GaAs). Los diseñadores de naves espaciales evaluarán las ventajas para futuros sistemas.
• SPADUS - Experimento de Polvo Espacial (1990-1933/Oficina de Investigación Naval): patrocinado por la Universidad de Chicago con financiación de la Oficina de Investigación Naval, medirá la velocidad y el impacto del polvo en órbita espacial.
• USA - Aspecto Estelar No Convencional (1990-22/NRL): patrocinado por el Laboratorio de Investigación Naval, División de Ciencias Espaciales, el experimento USA fue diseñado para observar fuentes brillantes de rayos X , principalmente sistemas estelares binarios , incluyendo un agujero negro , una estrella de neutrones o una enana blanca , orbitando con una estrella más típica . En las estrellas de neutrones, la gravedad ha comprimido la materia a densidades mayores que las que se encuentran en el núcleo de un átomo. En todos estos tipos de sistemas binarios, fuerzas gravitacionales relativistas extraordinariamente fuertes y enormes campos magnéticos actúan en conjunto para producir fenómenos dramáticos no observables desde laboratorios terrestres. Además de proporcionar información nueva y valiosa para astrofísicos y físicos de partículas, USA ha sido diseñado para hacer contribuciones significativas a la ciencia aplicada , la ciencia ambiental y la investigación en ingeniería . Utilizará fuentes de rayos X para probar nuevos enfoques de navegación satelital y para realizar el primer estudio tomográfico de la atmósfera terrestre . También probará nuevos conceptos para hacer que las computadoras de las naves espaciales sean más confiables, un enfoque llamado computación tolerante a fallos. Finalmente, una característica única de USA es que los eventos de fotones se marcan temporalmente mediante un receptor GPS a bordo , lo que permite una determinación precisa de la hora y la ubicación absolutas. USA operó desde el 1 de mayo de 1999 hasta el 16 de noviembre de 2000. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

P91-1 ARGOS ^{[ 6 ]} Libro de misiones.

• Masa de la nave espacial ARGOS: 2491 kg (5491 lb)  
• El satélite ARGOS podría generar 2200 vatios de energía eléctrica a partir de paneles solares.
• Velocidades de datos para SV: 4 y 128  kbit/s; Experimentos: 1,024, 4,096 y 5  Mbit/s

• Inicial: Altitud de órbita circular: 455 millas náuticas (851  km), con una inclinación de 98,725°.
• Combustión final posterior al agotamiento de la segunda etapa:  órbita de 335 x 459 millas náuticas (833 km) inclinada a 96,7°.
• Mediante las operaciones de los experimentos ESEX y CIV, la órbita de la misión se redujo en más de dos kilómetros.

Después de aproximadamente seis semanas apilado en la plataforma de lanzamiento, y el tiempo que las tripulaciones de la misión dedicaron a informar solo para replanificar las actividades para otra noche y una hora ligeramente diferente, el cohete y sus satélites se alejaron de la atracción gravitatoria de la Tierra . ^{[ 15 ]}

• 15 de enero de 1999 - Se pospuso el lanzamiento 24 horas para completar las pruebas del enlace entre la nave espacial y la estación de telemetría terrestre. "El equipo de la nave espacial observó interferencias de ruido en la señal de telemetría enviada desde la nave espacial a la estación terrestre. El equipo de la nave espacial ha corregido el problema y se están realizando pruebas de validación. El retraso de 24 horas permite al equipo de la nave espacial finalizar sus pruebas antes del repostaje de la etapa superior del vehículo de lanzamiento". ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}
• 21 de enero de 1999 - lanzamiento pospuesto debido al clima (vientos en niveles superiores). ^{[ 19 ] [ 20 ]}
• 22 de enero de 1999 - lanzamiento pospuesto debido al clima (vientos en niveles superiores). ^{[ 21 ]}
• 27 de enero de 1999 - lanzamiento pospuesto debido al clima (vientos en niveles superiores). ^{[ 22 ]}
• 28 de enero de 1999 - lanzamiento pospuesto: el equipo de lanzamiento de Boeing determinó que una válvula de propulsión en el motor vernier número dos no se abrió al recibir la orden. Esto provocó la parada del motor y la activación del mecanismo de seguridad automática en el vehículo de lanzamiento. Durante la secuencia de arranque del motor, los dos motores vernier deben encenderse antes que el motor principal. El motor principal y los dos motores vernier se apagaron automáticamente aproximadamente en T-0 cuando se detectó que uno de los motores vernier no se había encendido. Todos los sistemas de seguridad del vehículo funcionaron según lo previsto. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}
• 7 de febrero de 1999 - lanzamiento pospuesto debido al clima (vientos en niveles superiores). ^{[ 26 ]}
• 8 de febrero de 1999: el lanzamiento se pospone debido a las condiciones meteorológicas (vientos en altura).
• 12 de febrero de 1999 - lanzamiento pospuesto debido al clima (vientos en niveles superiores). ^{[ 27 ]}
• 13 de febrero de 1999: el lanzamiento se pospone debido a un problema eléctrico en la primera etapa del propulsor. ^{[ 28 ]}
• 21 de febrero de 1999 - lanzamiento pospuesto debido al clima (vientos en niveles superiores). ^{[ 29 ]}
• 23 de febrero de 1999: el cohete despegó a las 10:29 UTC desde la base aérea Vandenberg de California . ^{[ 30 ]}

Como el lanzamiento del satélite ARGOS no requirió la capacidad de carga útil completa de su cohete lanzador, Delta II, quedó espacio en el presupuesto de masa de carga útil del vehículo de lanzamiento y, por lo tanto, se agregaron dos satélites secundarios al mismo cohete y se lanzaron en él el 23 de febrero de 1999. La NASA patrocinó los satélites secundarios, Ørsted (SSC #25635) ^{[ 31 ]} y SUNSAT (SSC #25636), ^{[ 32 ]} que fueron los primeros satélites de sus respectivos países, Dinamarca y Sudáfrica.

• Lista de lanzamientos del Delta II

• "El programa de pruebas espaciales permite la mejora técnica en el espacio" . Fuerza Espacial de EE. UU. 25 de agosto de 2022.
• aero.org
• cnn.com
• aire y espacio.com
• espacio.cohete.de