Los eventos de Meteorología Espacial afectan directamente tanto a misiones de vuelos espaciales tripulados como no tripulados. Para determinar la influencia de dichos eventos es necesario realizar observaciones de los fenómenos solares desde puntos lejanos a la Tierra o al entorno de la misma. El punto equilátero entre la Tierra y el Sol conocido como punto Lagrange L5 (SEL5) es un candidato idóneo para un puesto de observación para la misión de Meteorología Espacial debido a las condiciones dinámicas y de entorno constantes que un vehículo espacial experimenta en dicha posición. Por estas razones, SEL5 ha sido seleccionado por la misión LAGRANGE de la ESA que se lanzará en 2023.

El concepto de la misión Lagrange queda inmerso en el programa de Conocimiento Situacional del Espacio (SSA por sus siglas en inglés) de la ESA. El 2 de febrero de 2018, la ESA firmó contratos tecnológicos (Fase A) liderados por Airbus UK y OHB SE de Alemania para diseñar las especificaciones del vehículo espacial y el proceso de integración de los instrumentos. Este concepto de misión propone posicionar dos vehículos en órbita en los puntos de Lagrange L1 y L5, respectivamente, donde las fuerzas gravitacionales interactúan para crear una posición estable donde ahorrar combustible y desde la cual hacer observaciones. L1 se encuentra aguas arriba del viento solar en dirección a la Tierra, por lo que las medidas de este punto proporcionan información del clima espacial que afectará a nuestro planeta. Por el contrario, L5 proporciona una forma de monitorizar las eyecciones de masa coronal (CMEs por sus siglas en inglés) desde “el lateral” con el fin de estimar su velocidad y dirección.

La misión Lagrange al punto L5 plantea cuatro instrumentos ópticos de detección y varios instrumentos in-situ para analizar el sol, las corrientes de partículas energéticas, las condiciones del campo magnético y del viento solar, con el fin de aportar alertas tempranas del incremento de actividad solar.

Elecnor Deimos, con Deimos Space UK liderando el proyecto, es responsable del análisis de la misión en el consorcio con OHB, explorando la transferencia interplanetaria hasta SEL5 como una trayectoria en fase de 60 grados a la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Se pueden investigar distintos conjuntos de trayectorias dependiendo de la duración deseada de la transferencia: transferencias largas requieren menos combustible ya que se dispone de mayor tiempo para la fase. El número de posibles soluciones para los conjuntos de orbitas operacionales tenidos en cuenta es extremadamente alto ya que cualquier pequeña variación en los parámetros orbitales conlleva órbitas que, incluso sin ser exactamente SEL5, son lo suficientemente cercanas para permitir observaciones constantes durante los 10 años de misión. La cantidad de ∆V requerida está directamente relacionada con la órbita final operacional considerada, lo que requiere la optimización conjunta de la órbita operacional y la trayectoria de transferencia para hallar la solución óptima.

Imágenes Copyright: ESA – A. Baker

Geometría de Observación

Diferentes duraciones de transferencia en marco giratorio