Descripci√≥n de la carga útil

Se trata de un espectrómetro de infrarrojos por Transformada de Fourier (FTIR) adaptado especialmente para su operación en globos estratosféricos.

Permite efectuar sondeos del limbo atmosférico en geometría tangencial detectando la presencia de componentes químicos directamente relacionados con el problema del ozono estratosférico y el efecto invernadero. Este método es apropiado para obtener perfiles verticales del ozono, un número considerable de radicales dominantes como ser NO, NO2, HNO3, N2O5, ClONO2, HO2NO2, y gases tales como CH4, N2O, H2O, CFC-11, CFC-12, CFC-22, CCl4, CF4, C2H6, y SF6. Estas mediciones se obtienen simultáneamente, con una resolución de altitud de 2 a 3 kilómetros.

El experimento MIPAS-B ha sido pensado como precursor de la versión espacial de MIPAS instalado actualmente a bordo del satélite ENVISAT.

El instrumento se divide en cinco segmentos operacionales:

(1) la gondola,
(2) el sistema de estabilización y de referencia visual (LOS),
(3) el espectrómetro criogénico,
(4) la electrónica a bordo, y
(5) el equipo de control de tierra

La góndola es básicamente una estructura protectora, desarrollada por el observatorio de Ginebra, que combina una alta estabilidad y seguridad, con un peso relativamente bajo y un fácil mantenimiento.

La componente de estabilización (LOS) se basa en un sistema de navegación inercial miniaturizado que contiene un localizador de posicionamiento global (GPS) que proporciona la referencia de la actitud y de la dirección de la plataforma al sistema de control para permitir el mantenimiento de el apuntamiento del instrumento dentro de los 300 mts del punto de la tangente atmosférica. Utilizando una cámara CCD se toman imágenes del campo visual de estrellas en la dirección de apuntamiento las que se utilizan como un sistema de referencia absoluta.

El espectrómetro propiamente dicho consta de un telescopio de eje desfazado de tres espejos, acoplado a un interferómetro de doble péndulo y un sistema de detección infrarrojo de cuatro canales, refrigerado con helio líquido.

El corazón del instrumento es el interferómetro de doble péndulo, una modificación de la disposición clásica de Michelson. El sistema tetracanal del detector permite la cobertura simultánea de las bandas de absorción de moleculas más importantes relacionadas con el ozono entre los 5.2 y 13.3 micrometros.

Los datos analógicos se muestrean digitalmente, mezclados con la información de otros canales y con los datos parámetricos del instrumento, y son enviados a tierra vía telemetría a una velocidad de 250 kbit/s. Una conexión en sentido inverso con una velocidad de hasta 1200 bits/s asegura el envio de comandos al instrumento durante el vuelo. En tierra, la información en bruto se divide otra vez en cada canal original y se almacena inmediatamente en una base de datos. Al mismo tiempo, los datos paramétricos de MIPAS y los interferogramas pueden verse y procesarse para permitir la evaluación en línea de los datos obtenidos y el estado general del instrumental.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: European Space Range, Kiruna, Suecia  
Hora lanzamiento: 00:47 utc
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: SSC
Globo: Globo Abierto Modelo 400z Zodiac - 400.000 m3
Peso carga útil: 1200 kgs

El globo fue lanzado por metodo dinámico con asistencia del vehiculo lanzador Hercules a la 1:46 hora local del 24 de Enero de 2010.

Luego de una fase nominal de ascenso, el balón alcanzó altura de flotación a 34 km aproximadamente a las 5:00, dirigiendose primero durante varias horas en dirección al Mar Báltico, antes de casi detenerse y girar para entrar dentro de Finlandia. A eso de las 13:00 la válvula de venteo fue abierta para permitir un lento descenso hasta los 25 km para finalmente a las 14:40 efectuar la separación de la góndola, que aterrizó 40 km al este de Kuusamo, Finlandia.

Dos dias mas tarde, el instrumental se encontraba de vuelta en Esrange, comprobandose su correcto funcionamiento.

Este fue el vuelo # 18 de MIPAS-B2. El objetivo científico de la misión era doble. Por un lado validar los datos obtenidos por los experimentos espaciales a bordo de ENVISAT y SMILES. Por el otro efectuar mediciones dependientes del tiempo de la química de componentes de la familia del cloro y el bromo, presentes en la estratósfera. Las mediciones se efectuaron usando tecnicas de espectroscopía remota cubriendo un rango espectral desde el UV pasando por el IR hasta onas de longitud meadiana. Todas estas tecnicas juntas permiten el estudio de casi 30 especies diferentes de componentes atmosféricos.

Como carga adicional fueron incluidos en la gondola, otros dos instrumentos: TELIS (Terahertz and Submillimeter Limb Sounder) un receptor heterodino criogénico de tres canales desarrollado por DLR que posee una alta sensibilidad y estabilidad, el cual como MIPAS efectua sondajes en limbo midiendo especies reactivas, y trazadores atmosfericos con una resolución vertical de hasta 2 km. El segundo fue el instrumento mini-DOAS (OSAKAR) desarrollado por el IUP de Heidelberg, y que es un espectrómetro de escaneo límbico automático de dos canales (UV y visible) cuya función es medir perfiles de absorción de radicales atmosféricos.

El balón fue lanzado justo en el centro del vórtice frio en momentos en que los componentes clorados se hallaban activados. Gracias a la situación meteorológica y la precisa ejecución del lanzamiento fue posible obtener mas de 12 horas de mediciones, permitiendo realizar las siguientes tareas:

(1) medir en función del tiempo la quimica de componentes clorados activados (ClO y ClOOCl) desde el momento de equilibrio nocturno hasta el día

(2) medir la partición y monto de las familias de NOy y Cly

(3) coincidir con el sobrevuelo de los satelites ENVISAT y SMILES

(4) observar la misma masa de aire que el Aeroplano de Investigación Geophysica ese mismo día para posteriores comparaciones.

Tanto MIPAS como TELIS funcionaron bien, ofreciendo en los analisis premiliminares datos prometedores, en tanto que algunos problemas de alimentación dejaron sin funcionar durante el día a mini-DOAS.

De un primer vistazo a los espectros obtenidos se puede sumarizar cualitativamente que:

a) existe una redistribución significativa de HNO3 apuntando a una desnitrificación por encima de los 20 km y a una renitrificación por debajo

b) existe asimismo una fuerte activación de componentes clorados con muy pocas cantidades de ClONO2 y ClO mejorado

c) se observa una recomposición relativamente lenta de ClO luego de la salida del sol.

(Extraido y traducido del reporte preliminar de vuelo)

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión

Prueba de izado de la gondola un dia antes del lanzamiento (Imagen: SSC) Prueba de izado de la gondola un dia antes del lanzamiento (Imagen: SSC) Vista de la linea de lanzamiento minutos antes del despegue de MIPAS (Imagen: MIPAS web site) La gondola yace sobre uno de sus lados en Finlandia (Imagen: MIPAS web site)