La misión Sunrise II contada por el instrumento IRIS

Recientemente hemos completado el análisis de toda la telemetría generada por IRIS. IRIS era un instrumento totalmente autónomo y no tenía la forma de comunicarse con nosotros si encontraba problemas, por tanto debía por sí sola auto-gestionarse y buscarse sus propias soluciones. A pesar de haber sido una misión exitosa, el instrumento se enfrentó a numerosos problemas durante el vuelo. Como se aprende siempre mucho más de los errores que de los éxitos es importante analizar a fondo las situaciones anómalas a las que se enfrentó IRIS para aprender y mejorar nuestra tecnología. A continuación pasamos a contar la misión IRIS tal y como la vivió y registró en si misma.

Video de ingeniería del vuelo de IRIS

IRIS fue encendida el día antes del lanzamiento a media noche, exactamente a las 00:08:53 del 12 de Junio del año 2013, el lanzamiento se produjo a las 07:39:13 de ese mismo día. Diez segundos más tarde IRIS detectaba el lanzamiento por medio de su altímetro y arrancaba la secuencia de grabación del lanzamiento. 9 segundos más tarde y a 150m del suelo encendió las cámaras.

Las temperaturas más bajas durante el ascenso (-34C) se registraron en las paredes tan solo 30 minutos después del lanzamiento mientras cruzaba la tropopausa. La electrónica interna, protegida por el aislamiento térmico y del calor generado por las cámaras, mantuvo la temperatura interna por encima de los 0C grados durante todo el lanzamiento.

IRIS apagó a 13.700m de altura y tras una hora de vuelo la cámara 1 para ahorrar batería tal y como estaba previsto. Continuó grabando con las otras dos cámaras durante otras 2 horas y las apagó cuando se encontraba a 33.229m de altura. El telescopio Sunrise alcanzaba la altura de operaciones 30 minutos más tarde (36.000m).

IRIS_height_launch

Altura durante el lanzamiento

IRIS_temperatures_launch

Temperaturas registradas durante el ascenso

A partir de ese momento IRIS comenzó a tomar fotografías cada 5 minutos con las cámaras 2 y 3, la cámara 1 estaba prevista mantenerla apagada hasta la mitad del vuelo después de 3 días.

El primer problema llegó 30 horas después del lanzamiento cuando todas las cámaras se negaron a arrancar, la temperatura en ese momento era de unos apacibles 20C (debido a que estaba constantemente iluminada por el Sol) aproximadamente unos 30 grados más caliente que la temperatura de la enrarecida atmósfera que lo circundaba, la presión atmosférica era inferior a 0.5% la presión que tenemos al nivel del mar. IRIS realizó un reciclado energético de las cámaras (básicamente las desenchufa completamente) y cinco minutos después las cámaras volvían a funcionar correctamente.

IRIS continuó sin problemas hasta el tercer día, ya sobre Groenlandia, la temperatura ascendió bastante más de lo esperado y el interior llegó hasta los 36C. La razón para estas altas temperaturas es que al calor que nos llega directamente generado por el Sol hay que sumar el calor reflejado por el suelo totalmente blanco de Groenlandia (albedo) tal y como ocurre cuando te encuentras esquiando en un día soleado. IRIS en esta fase consumía de media menos de 0,1W de potencia, es decir, el calor del instrumento era prácticamente totalmente producido por el calor del Sol.

IRIS_temperatures_flight

Temperaturas durante el vuelo

Ese mismo día IRIS apagó la cámara 2 y continuó haciendo timelapse con las cámaras 1 y 3. A partir de este momento la cámara 3 comenzó a comportarse de forma errática durante las horas más calurosas del día. IRIS tuvo que lidiar con otros 2 eventos en los cuales las cámaras no respondían a comandos en su cuarto día que fueron solventados tras su correspondiente reciclado energético.

Llegado el día del aterrizaje, el 17 de junio de 2013, la cámara 1 acumulaba un total de 2 errores, la cámara 2 llevaba 1 error registrado y la cámara 3 162 errores. Podéis observar todos los errores y la telemetría general del instrumento en el vídeo que encabeza esta noticia.

Sunrise soltó el globo a las 13:51:28, apenas un segundo más tarde IRIS detectaba la caída libre, sin embargo debido a la rotación del telescopio y a la lejanía de IRIS del centro de masas general del telescopio, se generaron aceleraciones indeseadas e IRIS descartó la medida. Durante los siguientes 10 segundos y todavía en caída libre, IRIS continuó detectando la caída de forma intermitente, al no conseguir una caída limpia (de varios segundos) IRIS la continuó descartando como falsos positivos (no queríamos que posibles balanceos del telescopio durante el vuelo fuesen identificados como caída libre). Después de esos 10 primeros segundos el enorme paracaídas empezó a generar rozamiento y la gravedad volvió al conjunto. ¡IRIS había perdido su oportunidad para detectar el descenso!

En ese momento el sistema de backup (el sensor de presión) empezó a detectar como la presión atmosférica aumentaba. 20 segundos después de soltar el globo IRIS medía ya una velocidad de descenso de 44m/s, pero la altura era de 34.000m, una altura demasiado elevada como para fiarse de las medidas del sensor de presión así que la medida fue también descartada considerándola un falso positivo (como medida de seguridad, IRIS ignoraba las velocidades verticales por encima de los 32.000m de altura).

61 segundos después de soltar el globo, IRIS calculaba una velocidad de 55m/s y una altura de 31500m e IRIS entró finalmente en la secuencia de aterrizaje. 9 segundos más tarde las cámaras 2 y 3 eran encendidas (la cámara 2 llevaba 2,5 días apagada) y las temperaturas empezaron a caer por debajo de los -10C.

Altura durante el descenso

Altura durante el descenso

30 minutos después de soltar el globo y ya en un descenso en paracaídas bastante estable, IRIS registró las temperaturas más bajas de la misión (-36C) mientras cruzaba de nuevo la tropopausa.

42 minutos después de soltar el globo y con temperaturas exteriores de -11C a 3000m de altura, la cámara 1 se encendió para poder registrar con las 3 cámaras el momento del impacto, la cámara necesitó hasta 3 minutos para arrancar correctamente y desempañar las lentes.

IRIS_temperatures_descent

Temperaturas durante el descenso

50 minutos después de soltar el globo, IRIS atravesó la última capa de nubes y aterrizó en la península de Boothia en Canadá exactamente a las 14:41:51 horas del 17 de Junio. El aterrizaje duró menos de 2 segundos y el telescopio acabó boca abajo aplastando al instrumento IRIS contra el suelo. El vuelo había durado exactamente 5 días, 7 horas y 38 segundos.

A pesar de todo IRIS no registró errores durante el aterrizaje incluso si físicamente perdió parte de la pared donde estaba enganchada al telescopio. IRIS apagó las cámaras 10,5 minutos después de tocar el suelo, momento en el cual dio comienzo la fase de timelapse en el suelo con las cámaras 1 y 2, esperando al equipo de rescate y en un vano intento de retratar posible vida salvaje y fauna del lugar.

IRIS continuó trabajando normalmente hasta las 19:46:01 horas del 19 de Junio, momento en el cual el equipo de rescate apagó IRIS usando su interruptor principal. Pero ya era demasiado tarde, unos segundos antes había ya conseguido inmortalizar a uno de los miembros del equipo de rescate. Durante los 2 días que pasó en tierra, IRIS registró otro error general en las cámaras que volvió a resolver una vez más con otro reciclado energético. El nivel de batería en el momento de apagado del instrumento era de todavía el 40%.

Curiosamente IRIS no llegó hasta nuestras manos hasta 4 meses más tarde. El día 10 de octubre (4 meses después del vuelo) IRIS llamaba a la puerta del lugar donde había sido construido y ensamblado. Ese día la volvimos a encender por última vez para realizar un volcado de los datos de sus sensores. IRIS se despertó con bastante resaca mostrando múltiples errores (error baterías, error reinicio inesperado, error en cámaras 1, 2 y 3, errores en sensores de temperatura 4 y 5, error en la apertura de la memoria flash) y todavía creyendo encontrarse en modo aterrizaje en las estepas de la península de Boothia. El origen de los errores fue porque el equipo de rescate (siempre siguiendo nuestras indicaciones) había desvalijado completamente su interior para deshacerse de las baterías que podrían resultar material peligroso durante su largo traslado por mar, traslado que realizó dentro de un container atravesando el Océano Atlántico junto con el resto de piezas del telescopio Sunrise II.

A continuación el Log oficial de la misión IRIS (en inglés):

2013/06/12 00:08:53 IRIS is switched on
2013/06/12 07:3x:xx RF activation command is sent but not received by the instrument
2013/06/12 07:39:07 Rogue movement detected by IRIS
2013/06/12 07:39:13 Launch as calculated from IRIS. Launch height measured as 296m
2013/06/12 07:39:23 Launch is detected by the instrument. Launch sequence started (7,8m/s). Height 374m
2013/06/12 07:39:32 Cameras 1, 2 and 3 start recording video. Height of 444m, (150m from launch height and 19 seconds after launch).
2013/06/12 08:39:30 Camera 1 is switched off after 1 hour of recording to save battery (See configuration at Section 3.2). Heigth 13700m
2013/06/12 10:39:31 Cameras 2 and 3 are switched off after 3 hours of recording. Height 33229m. Cruise phase started
2013/06/12 10:44:50 Timelapse is started on Cameras 2 and 3
2013/06/12 11:03:00 Operation altitude is reached by SUNRISE (36,7Km)
2013/06/13 17:07:46 Camera 2 and 3 fail to take picture due to internal oscillator error in the CPU. Error is cleared 300 seconds later.
2013/06/14 01:00:00 Entering Greenland
2013/06/14 18:14:01 Maximum temperature reached on IRIS walls (34C)
2013/06/15 07:38:55 Last picture taken by camera 2 (816 pictures taken) (this behaviour was preconfigured).
2013/06/15 07:43:59 First picture taken by camera 1. (Camera 3 continues taking pictures)
2013/06/15 08:26:10 Minimum temperature reached on IRIS walls in cruise (-3C).
2013/06/15 08:59:46 Camera 3 green channel is lost. (Radiation SEE?). Error is cleared 300 seconds later.
2013/06/15 13:00:00 Exiting Greenland
2013/06/16 17:19:18 Camera 1 and 3 fail to take picture due to internal oscillator error in the CPU. Error is cleared 300 seconds later.
2013/06/16 22:29:24 Camera 1 and 3 fail to take picture due to internal oscillator error in the CPU. Error is cleared 300 seconds later.
2013/06/17 13:48:03 Last picture taken on flight. Total 1456 pictures.
2013/06/17 13:51:2x Descend starts.
2013/06/17 13:51:29 IMU detects freefall but not for long enough to trigger the descend sequence.
2013/06/17 13:51:39 IMU detects freefall but not for long enough to trigger the descend sequence.
2013/06/17 13:51:48 Descend is detected by pressure sensor, but it is yet too high to be a reliable measurement so it does not trigger the descend sequence Measured vertical speed was -44m/s.
2013/06/17 13:52:28 Descend is detected by the pressure sensor, measured vertical speed of -55m/s, height is 31500m. Descent sequence started.
2013/06/17 13:52:38 Cameras 2 and 3 start recording video of the descend and landing.
2013/06/17 14:33:20 Height is below 3000m, Camera 1 starts recording video of the landing, temperature of the camera is -11C.
2013/06/17 14:41:51 Touchdown detected by IRIS.
2013/06/17 14:52:38 Video recording is stopped in the 3 cameras. Landed phase started
2013/06/17 14:57:55 First picture of the timelapse on ground is taken by cameras 1 and 2.
2013/06/19 06:57:53 Camera 1 and 2 fail to take picture due to internal oscillator error in the CPU. Error is cleared 300 seconds later.
2013/06/19 19:41:26 IRIS takes its last picture (A person appears in this picture).
2013/06/19 19:46:xx IRIS is switched off cleanly using the power button.

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