Introducción a la Tecnología Espacial
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Introducción a la Tecnología Espacial 2 - Ambiente Espacial Facultad de Informática de la U.P.M. Dpto. de Tecnología Fotónica Julio Gutiérrez Ríos Octubre 2003 Rev.: Septiembre 2011 Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Ambiente Espacial • Lanzamiento – Aceleraciones – Vibraciones – Gradientes de Temperatura • • • • • Radiación Electromagnética Viento Solar - Radiación Cósmica Meteoritos Temperatura y Disipación Térmica Albedo IEEE Espectro Electromagnético 4 S C 12 X Microondas 109 40 Ka 60 U 90 E 1 m Infraarrojo Ondas M Milimétricas SHF S UH HF VH HF HF H 106 K 1mm 1012 140 F 1015 1nm 1pm 1018 1021 Visible 760 500 622 577 597 400 492 Ultravioleta 600 Violeta 700 Azul 800 Verde (nm) Rojo 103 Ku 27 Radiación Óptica 1m Infrarrojo f (Hz) MF M 1km LF L 1Mm VLF V 18 Rayyos L U H F 8 Rayyos X 2 Ultravvioleta 1 Amarillo 0,3 Naranja f (GHz) 455 390 Q 33 a 50 V 50 a 75 W 75 a 110 Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Entorno Espacial - El Sol • • El Sol proporciona el 100% de la energía que recibe todo el sistema solar La masa del Sol es el 99.9% de la masa total del sistema solar – – – – – • • • Masa del Sol: 2*1030 Kg. Masa de la Tierra: 6*1024 Kg. Masa del mayor de los planetas, Júpiter: 2*1027 Kg. Radio del Sol: 77*10 108 m. m Radio medio de la Tierra: 6.371 Km. El Sol es una estrella mediana, una de las 1011 de la Vía Láctea Temperatura superficial del Sol (en la Fotosfera): 5.800 a 6.600 ºK. K. La atmósfera solar (transparente) tiene dos capas: – – Cromosfera: de unos 8.000 Km. de espesor, Temperatura de unos 15.000 ºK es responsable de la mayor parte de la radiación ultravioleta Corona: de dimensiones similares al propio Sol. Hidrógeno disociado en protones y electrones. Temperatura de unos 2*106 ºK Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Entorno Espacial - El Sol (continuación) • Potencia de Emisión solar: 3,85*1026 w. – – – • • Para p producir esta ppotencia,, habría que q quemar q todos los combustibles fósiles de la Tierra en 50 ms. El Sol convierte en energía 4,55 Millones de Toneladas por segundo El pico de radiación solar está en los 460 nm. Su espectro se aproxima al cuerpo negro. La estrella más cercana al sistema solar es α de Centauro: 4,3 años luz – (1 A.L.= 9,46*1012 Km.) – Sirio, la estrella más brillante, se encuentra a 8,6 AL Viento solar: Plasma (protones y electrones) despedido a gran velocidad por el sol. Realmente es la capa más externa de la atmósfera solar. – En la Tierra: • • • su velocidad es de 450 Km/s Temperatura cinética 105 ºK K (Ec = 1/2 m*v2 = 3/2 kT) Densidad 9 protones por cm3 Hemisferio N t Norte Hemisferio Sur Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO - LASCO C2 (Large Angle Spectrometric Coronogrph) http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/ Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO - LASCO C3 http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/ Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO – MDI ((Michelson Doppler pp Imager) g ) - Continuo http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/ Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO – MDI (Mi (Michelson h l Doppler D l Imager) I ) - Magnetograma M t Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Región alrededor de una mancha solar Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO – EIT (Extreme ( ultraviolet l i l Imaging i Telescope) l ) 304 Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO – EIT 284 Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO – EIT 195 Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. SOHO – EIT 171 Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Imagen de Rayos X tomada por el satélite Yohkoh http://www.windows.ucar.edu/ Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. La magnetosfera es una región alrededor de un planeta en la que el campo magnético de éste desvía la mayor parte del viento solar formando un escudo protector contra las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol. La magnetosfera terrestre no es única en el sistema solar y todos los planetas con campo magnético, Mercurio, Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno poseen una magnetosfera propia. Ganimedes, satélite de Júpiter, tiene un campo magnético pero demasiado débil para atrapar el plasma del viento solar. solar Marte tiene una muy débil magnetización superficial sin magnetosfera exterior. Las partículas del viento solar que son detenidas forman los cinturones de Van Allen. En los polos magnéticos, las zonas en las que las líneas del campo magnético terrestre penetran en su interior, parte de las partículas cargadas son conducidas sobre la alta atmósfera produciendo las Auroras boreales o australes. australes Tales fenómenos aurorales han sido también observados en Júpiter y Saturno. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. The Advanced Composition Explorer (ACE) ACE spacecraft carries six high-resolution sensors and three monitoring instruments to sample low-energy particles of solar origin and high-energy galactic particles. particles Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Simulación de los cinturones de Van Allen (Electric Propulsion Laboratory at the Lewis Research Center ) Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Aurora Boreal vista desde el Space Shuttle Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Aurora Boreal en Trondheim Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. A t id Asteroides Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Asteroides Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Entorno Terrestre • • Radio de la órbita de la Tierra: 1,496*108 Km. (AU - Unidad Astronómica) Excenticidad de la órbita terrestre: 0,016729 – – – • • • • • • • La luz del sol tarda en llegar a la Tierra: 8min. y 18 seg. Periodo de rotación: 23h. 56min y 4,0989 seg. Precesión: 25.765 años Inclinación del eje de rotación sobre la eclíptica: 23º 27’ Masa de la Tierra: 6*1024 Kg. Radio: 6.378,14 Km. (Ecuador) - 6.356,755 Km. (Polar) - 6.371 Km (medio) Atmósfera: – – – – • • Apogeo: 152.100.492 Km (afelio) Perigeo: 147.095.248 Km (perihelio) Periodo de la órbita: 365,25636 días 78% N, 21% O, Argon Atmósfera baja 86 Km. La densidad atmosférica decrece exponencialmente con la altura El rozamiento con la atmósfera sigue siendo perceptible hasta varios cientos de Km Campo Magnético: g La tierra se comporta como un dipolo magnético g Órbita Lunar: 356.700 Km perigeo (56 R) - 407.600 Km apogeo (64 R) Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. La Tierra vista desde el Espacio Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R. Introducción a la Tecnología Espacial - J.G.R.
