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  
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: División Globos, Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales
Globo: Globo de Presión Cero 20.000 m3
Peso carga útil: 225 kg

El globo fue lanzado el 16 de Octubre de 1979 a las 20:29 hora local utilizando el método dinámico con asistencia de vehiculo lanzador, alcanzando una altura de flotación de 30 km en aproximadamente 2 horas.

Poco despues de las 4:20 horas del dia siguiente, luego de un vuelo nivelado cercano a las 6 horas, y cuando ya se había consumido el Helio liquido del detector, se decidio finalizar la misión. La señal de separación fue transmitida desde el avión de seguimiento aterrizando la carga útil 40 km al sudoeste de la localidad de Unión en el sur de la Provincia de San Luis. Al tocar tierra la gondola fué arrastrada por el paracaídas sufriendo algunos daños, si bien ninguno de ellos fue grave.

Este fue el quinto vuelo del instrumento. El plan de observaciones contemplaba la busqueda de fuentes en la zona de Vela, en la nebulosa de Gum, la observación de nubes moleculares y el planeta Marte como fuente de calibración.

La performance del sistema de detección estuvo sensiblemente por debajo de los valores máximos alcanzables con el tipo de detector utilizado, debido a la presencia de una radiación de fondo relativamente intensa cuyo origen estaba en el funcionamiento del espejo secundario.

Por su parte, el sistema de apuntamiento funcionó satisfactoriamente con una clara mejora en la estabilidad azimutal, alcanzando los 3 minutos de arco. El motor del mecanismo de elevación siguió mostrando signos de excesivo enfriamiento a pesar de estar calefaccionado, pero aun asi no afectó grandemente la performance del sistema, no obstante apareció una falla que no permitió elevar el telescopio más allá de los 22º lo que redujo algo el plan de observaciones.

Durante el vuelo surgieron inconvenientes en la telemetría, originados según pudo comprobarse a posteriori, en la antena emisora que sufrió un tirón en el momento del lanzamiento. Sin embargo, a pesar de la pobre relación señal/ruido, fué posible rescatar el 90% de la información.

Referencias externas y fuentes bibliográficas