En un día cualquiera, las redes de la NASA pueden comunicarse con más de 100 misiones espaciales. Ya sea que la misión mantenga abiertas las líneas de comunicación con los astronautas en órbita o con sus pares en las profundidades del cosmos, esas docenas de satélites tienen una cosa en común: cada uno necesita una antena. Sin uno, las misiones de la NASA y sus descubrimientos simplemente no serían posibles.
Para garantizar que esas antenas estén a la altura de los desafíos de los vuelos espaciales, para la mayoría eso significa pruebas rigurosas en tierra en un entorno espacial simulado. La Cámara Anecoica Electromagnética Goddard (GEMAC) en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, ha sido un campo de pruebas de antenas integral durante más de 50 años.
‘Cabina de sonido’ para señales espaciales
Filas tras filas de agujas de color azul cobalto en la cámara de la antena de Goddard evocan una habitación insonorizada o una cabina de aislamiento de un estudio de grabación. En algunos aspectos la cámara es similar, pero en lugar de amortiguar las ondas sonoras, esta instalación bloquea las señales de radio y elimina los reflejos de las ondas de radio dentro de la cámara; «anecoica» significa que no hay ecos.
Al igual que grabar pistas en un álbum exitoso, el ruido ambiental errante captado por el micrófono puede arruinar una toma que de otro modo sería perfecta. Lo mismo ocurre con las ondas de radio cuando los ingenieros quieren probar la antena de una nave espacial. El entorno radioeléctrico en la Tierra es «ruidoso»: las emisiones AM y FM, las señales de televisión, los teléfonos móviles e incluso los hornos microondas producen frecuencias de radio: RF. Para simular el entorno de RF relativamente tranquilo del espacio, los ingenieros necesitan una forma de aislar las antenas de todas estas otras ondas de radio terrestres cuando realizan sus pruebas.
Ese es el trabajo de esas columnas de púas apretadas que recubren los pisos y las paredes. Estos conos de espuma de poliuretano son absorbentes de microondas. Bloquean las interferencias y el ruido externos, y dentro de la «zona silenciosa» de la cámara, como la llaman los ingenieros, proporcionan un entorno libre de reflejos como el que experimentará la antena en el espacio.
Antenas puestas a prueba
Con este entorno a prueba de radio, los ingenieros de Goddard pueden medir con precisión la eficiencia con la que las antenas transmiten y reciben señales. Si la señal de una antena se dirigiera en direcciones inesperadas o no deseadas durante el vuelo, podría significar la pérdida de datos de la misión, o incluso de toda la nave espacial si se omitiera un comando crítico.
Intentar realizar trabajos de diseño y prueba de antenas sin una cámara como esta «sería como quitarle la calculadora a un contable», dijo el ingeniero de Goddard, Ken Hersey.
A medida que las misiones de la NASA (y sus antenas) han ido aumentando en sofisticación con el tiempo, los ingenieros de Goddard han mejorado la cámara anecoica para hacer lo mismo. Hersey fue uno de los diseñadores principales de la revisión importante más reciente, que en 1997 amplió el rango de frecuencias de antena que podían adaptarse en las pruebas. La cámara puede incluso ayudar a calibrar instrumentos científicos, como radares y sensores de radiación de microondas.
Más recientemente, la cámara anecoica certificó tanto la antena de alta ganancia del Telescopio Espacial Romano como la antena de cobertura de la Tierra para PACE, la misión del ecosistema de plancton, aerosoles, nubes y océanos. Roman, que se lanzará en mayo de 2027, tendrá un campo de visión al menos 100 veces mayor que el del Hubble y ayudará a resolver cuestiones esenciales sobre la materia y la energía oscuras. PACE se lanza en enero de 2024 con la misión de estudiar la calidad del aire de la Tierra, la salud de los océanos y el cambio climático.
Una vez que estas misiones despeguen, sus innovadoras observaciones se convertirán en las últimas de un legado continuo de descubrimientos posibles con la ayuda de una batería de conos de poliuretano y la cámara de antena anecoica de Goddard.
Proporcionado por la NASA
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