Descripci√≥n de la carga útil

Este telescopio infrarrojo fue desarrollado en el marco del proyecto Astronomía en el Lejano Infrarrojo (ALlR) de allí su sigla. Su objetivo era la búsqueda y observación de fuentes celestes que emitieran en el rango de 45-350 µm el cual no es observable desde telescopios instalados en tierra.

El ALIR I consistía basicamente en un telescopio montado en una plataforma estabilizada, acoplado a un detector bolometrico y fue el primer desarrollo complejo de un instrumento para globos estratosféricos realizado integramente por cientificos y tecnicos del Instituto de Astronomía y Física del Espacio y con la colaboración de otras instituciones cientificas de la República Argentina. A la izquierda puede verse un esquema de la distribución de sus componentes y un detalle de la configuración del detector (click para ampliar).

Esta conformado por un telescopio del tipo Cassegrain (Dall-Kirkham), con un espejo primario de 30 cm de diámetro, construido en aluminio con una capa de niquel, que poseía un campo de visión de 12 minutos de arco. El espejo secundario, también de aluminio, era oscilante, con una amplitud de entre 12 y 24 minutos de arco, modificable por telecomando. Ambos espejos fueron construidos con la colaboración del Observatorio Astronómico de Universidad Nacional de La Plata.

El detector era un bolómetro de Germanio-Galio enfriado con Helio liquido, montado en un dewar a una temperatura de trabajo de 2ºK. Contaba además con tres filtros, intercambiables por telecomando, mantenidos a la misma temperatura y que permitían hacer fotometría en tres bandas: 45-80 µm, 80-120 µm, y 120-350 µm.

Todo el conjunto se montaba sobre una gondola orientable. La estabilización en azimut se lograba gracias a la referencia obtenida por un magnetómetro de la componente horizontal del campo magnético terrestre. La cupla para hacer girar y orientar la plataforma la proveía el motor de apuntamiento reaccionando contra un volante de inercia ubicado en la parte superior de la estructura. El magnetometro era accionado por medio de un motor paso a paso, accionado por telecomando. Al hacerlo girar en un angulo dado alrededor del eje vertical de la plataforma, ésta giraba automáticamente en el espacio un angulo igual pero en sentido contrario. De esta forma es como se orientaba el telescopio en el ángulo azimutal deseado.

Para reducir los errores de apuntamiento durante el vuelo, se realizaban intermitentemente observaciones de fuentes infrarrojas conocidas (Jupiter, Marte, etc.) que permitían, en el análisis posterior de los datos, disminuir el error absoluto hasta unos 15 minutos de arco, asi como tambien ayudaban a calibrar el valor absoluto de los flujos detectados.

La electrónica de detección estaba compuesta por una etapa preamplificadora provista con el detector, un filtro pasabanda, una etapa de ganancia variable conmutable por telecomando, un rectificador sincrónico con ganancia y constante de integración conmutable por telecomando, y un adaptador de nivel para salida asimétrica. Contaba ademas con un oscilador que movía el espejo secundario, a través de una etapa de control de amplitud. Este control podía variarse por telecomando para modificar su amplitud de oscilación.

La transmisión de la información hacia la estación receptora se hacía mediante un sistema PCM que poseía una capacidad de transmisión de 1000 bits/segundo. Las variables transmitidas eran: la tensión de salida del bolómetro, la posición angular del telescopio tanto en elevación, como en azimut y error de azimut (lo que permitía reconstruir a posteriori, las zonas del cielo efectivamente observadas), el estado de algunos sistemas tales como filtros, ganancia del amplificador, amplitud de oscilación del espejo secundario, etc. y algunos parámetros internos como ser la temperatura de distintos puntos del equipo, la tensión de batería, etc.

El sistema de telecomando operaba en 138 MHz y tenía una capacidad de 15 ordenes que se activaban por teclado desde la estación de tierra, y se obtenían por la combinación de 4 tonos básicos. Como codificadores y decodificadores de tono se usaban relés sintonizados de alta selectividad y estabilidad, los cuales poseían una latencia del orden de los 2 segundos.

La energía utilizada por el equipo era provista por tres baterías de 12 Volts de Pb-ácido, lo que le otorgaba una autonomía de vuelo de aproximadamente 10 horas. Las baterías estaban localizadas en cajas de aluminio cerradas provistas de una válvula que aseguraba que la presión interna se mantuviera próxima a la presión normal.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

Trayectoria de los lanzamientos efectuados en 1979 desde Mendoza

Sitio de lanzamiento: Aeropuerto Municipal de Mendoza, Argentina  
Hora lanzamiento: 00:35 local
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: División Globos, Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales
Globo: Globo de Presión Cero 60.000 m3
Peso carga útil: 130 kg

El globo fue lanzado el 11 de abril de 1979 a las 00:35 hora local utilizando el método dinámico con asistencia de vehiculo lanzador, alcanzando una altura de flotación de 33 km en aproximadamente 2 horas.

Luego de un vuelo a nivel cercano a las 5 horas, la carga util fue separada del globo a las 7:42 hora local descendiendo en San Francisco del Monte de Oro, provincia de San Luis.

El telescopio resultó con muy ligeros daños, lo que permitió alistarlo en pocos días para el segundo vuelo de la campaña.

Este fue el tercer vuelo del instrumento. El objetivo astronómico central de esta misión fue la busqueda de fuentes infrarrojas en la Nube de Magallanes.

Al momento de transportar la carga util a la pista de lanzamiento surgió un problema en el vehiculo lanzador. Así, el telescopio permaneció colgado del mismo durante casi 90 minutos antes de ser lanzado. Como el vehiculo permanecía con su motor encendido, las vibraciones transmitidas favorecieron una intensa evaporación del Helio líquido, limitando así el tiempo de observación en altura a menos de 40 minutos.

Si bien el comportamiento del equipo en general fué satisfactorio ya que funcionó bien la telemetría, el telecomando y el sistema de detección, surgieron algunos inconvenientes en el apuntamiento al comenzar a oscilar la plataforma en azimut con una amplitud promedio de 40 minutos de arco y un período de 1.4 segundos. Esta oscilación rápida complicó la determinación de su orientación instantánea y disminuyó la sensibilidad efectiva del detector al aumentar la velocidad de barrido y disminuir el tiempo en que la fuente observada se encontraba en el campo de visión del telescopio.

Posteriormente pudo comprobarse que esta oscilación correspondía a un modo de oscilación del tren de vuelo, que era excitado por el motor de apuntamiento.

Referencias externas y fuentes bibliográficas