Explorer 1: El comienzo de la ciencia espacial estadounidense. A 60 años de su lanzamiento.

En el contexto de la Guerra Fría de 1950, después de que la Unión Soviética lanzara con éxito el Sputnik, los estadounidenses estaban decididos a lanzar su propio satélite en órbita terrestre. Vuelva a los eventos previos al lanzamiento exitoso del satélite americano Explorer 1, y a los inicios de la Era Espacial Norteamericana, tal como se contaba a través de noticierios y clips documentales de la época. Crédito: JPL.

Hace sesenta años, las esperanzas de los Estados Unidos durante la Guerra Fría  se elevaron en el cielo nocturno cuando un cohete despegó desde Cabo Cañaveral, una isla que forma una barrera, frente a la costa de Florida, próxima a ser famosa.

La fecha era el 31 de Enero de 1958. La NASA aún no se había formado, y el honor de este primer vuelo pertenecía al Ejército de los EE. UU. La única carga útil del cohete era un satélite en forma de jabalina construido por el Laboratorio de Propulsión a Reacción  (Jet Propulsion Laboratory, JPL) en Pasadena, California. Explorer 1, como pronto se llamaría, fue el primer satélite de Estados Unidos.

“El lanzamiento del Explorer 1 marcó el comienzo de los vuelos espaciales estadounidenses, así como la exploración científica del espacio, que dio lugar a una serie de audaces misiones que han abierto los ojos de la humanidad a las nuevas maravillas del Sistema Solar”, dijo Michael Watkins, actual director de JPL. “Fue un momento decisivo para la nación que también definió quiénes somos en el JPL”.

El poster del Explorer 1, elaborado por el JPL. Crédito: JPL.

A mediados de la década de 1950, tanto los Estados Unidos como la Unión Soviética avanzaban hacia la capacidad de poner una nave espacial en órbita. Sin embargo, una gran incertidumbre pendió sobre la búsqueda. A medida que se profundizaba la Guerra Fría entre los dos países, aún no se había determinado si la soberanía de las fronteras de una nación se extendía hacia el espacio. En consecuencia, el entonces presidente Eisenhower trató de garantizar que los primeros satélites estadounidenses no fueran percibidos como activos de seguridad militar o nacional.

En 1954, un consejo internacional de científicos pidió que los satélites artificiales  orbitasen como parte de un programa mundial de ciencia llamado Año Geofísico Internacional (IGY), que tendría lugar entre Julio de 1957 y Diciembre de 1958. Tanto el gobierno estadounidense como el soviético se aprovecharon de la idea, anunciando que lanzarían naves espaciales como parte del esfuerzo. Pronto, una competencia comenzó entre el Ejército, la Fuerza Aérea y la Marina para desarrollar un satélite de los Estados Unidos y un vehículo de lanzamiento capaz de alcanzar la órbita.

En ese momento, el JPL, que era parte del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, realizó principalmente trabajos de defensa para el Ejército. (El “jet” en nombre del JPL se remonta a los motores de cohetes utilizados para proporcionar el despegue “asistido por jet” para aviones del ejército durante la Segunda Guerra Mundial.) En 1954, los ingenieros del Laboratorio comenzaron a trabajar con la Agencia de misiles balísticos del ejército en Alabama en un proyecto llamado “Orbiter”. El equipo del Ejército incluyó a Wernher von Braun (quien más tarde diseñaría el cohete Saturno V de la NASA) y su equipo de ingenieros. Su trabajo se centró en el cohete Redstone Jupiter-C, que se derivó del misil V-2 que Alemania había usado contra Gran Bretaña durante la guerra.

El papel del JPL era preparar las tres etapas superiores para el vehículo de lanzamiento, que incluía el satélite en sí. Estos usaron motores de cohetes sólidos que el laboratorio había desarrollado para el misil guiado Sargento del Ejército. JPL también sería responsable de recibir y transmitir las comunicaciones de la nave espacial en órbita. Además de la participación del JPL en el programa Orbiter, el entonces director del laboratorio, William Pickering, presidió el comité de ciencia sobre seguimiento satelital para el esfuerzo de lanzamiento de los EE. UU. En general.

La entrada de la Marina, llamada Vanguard, tenía una ventaja competitiva ya que no se derivaba de un programa de misiles balísticos: su cohete se diseñó, desde cero, con fines científicos civiles. El cohete Jupiter-C del Ejército había hecho su primer vuelo suborbital exitoso en 1956, por lo que los comandantes del Ejército confiaban en que podrían estar listos para lanzar un satélite con bastante rapidez. Sin embargo, el programa de la Marina fue elegido para lanzar un satélite para el IGY.

El físico de la Universidad de Iowa, James Van Allen, cuya propuesta de instrumento había sido elegida para el satélite Vanguard, estaba preocupado por los problemas de desarrollo en el proyecto. Por lo tanto, se aseguró de que la carga útil de su instrumento científico, un detector de rayos cósmicos, se ajustara a cualquier vehículo de lanzamiento. Mientras tanto, aunque su proyecto fue desactivado oficialmente, los ingenieros de JPL utilizaron una carcasa de cohete preexistente para construir silenciosamente un satélite digno de vuelo, por si acaso fuera necesario.

El mundo cambió el 4 de Octubre de 1957, cuando la Unión Soviética lanzó una esfera de metal de 23 pulgadas (58 centímetros) llamada Sputnik. Con ese evento singular, la era espacial había comenzado. El lanzamiento resolvió una incertidumbre diplomática clave sobre el futuro de los vuelos espaciales, estableciendo el derecho a la órbita sobre cualquier territorio en el mundo. Los rusos siguieron rápidamente su primer lanzamiento con un segundo Sputnik sólo un mes después. Bajo la presión de montar una respuesta de los EE. UU., la administración de Eisenhower decidió que un vuelo de prueba programado del cohete Vanguard, que ya se estaba planificando para apoyar el IGY, encajaría en la factura. Pero cuando el cohete Vanguard fue destruido durante el intento de lanzamiento el 6 de Diciembre, la administración recurrió al programa del Ejército para salvar la reputación del país como líder tecnológico.

 

Un cohete Vanguard falló en el momento del despegue en el primer intento de los Estados Unidos de poner un satélite en órbita, el 6 de Diciembre de 1957. Crédito: NASA. Ver Video.

Sin el conocimiento del JPL, von Braun y su equipo también habían estado desarrollando su propio satélite, pero después de considerarlo un poco, el Ejército decidió que el JPL aún proporcionaría la nave espacial. El resultado de esa fatídica decisión fue que el enfoque del JPL cambió de forma permanente, desde los cohetes hasta lo que se encuentra encima de ellos.

El equipo del Ejército tenía órdenes de estar listo para su lanzamiento dentro de 90 días. Gracias a su preparación previa, 84 días después, su satélite se situó en la plataforma de lanzamiento de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida.

 

 Sesenta años atrás, el 31 de Enero de 1958, el First Explorer fue lanzado con éxito por la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército en un cohete Jupiter-C .   Inaugurando la era de la exploración espacial para los Estados Unidos,el Explorer I era un satélite de treinta libras que transportaba instrumentos para medir temperaturas y los efectos de micrometeoritos, junto con un experimento diseñado por James A. Van Allen para medir la densidad de electrones e iones en el espacio. Las mediciones hechas por el experimento de Van Allen llevaron a un descubrimiento inesperado y luego sorprendente de dos cinturones que rodean la tierra de electrones de alta energía e iones atrapados en la magnetosfera. Ahora conocido como el Los cinturones de radiación de Van Allen , las regiones están ubicadas en la magnetosfera interna, más allá de la órbita baja de la Tierra . El Explorer I dejó de transmitir el 28 de Febrero de 1958, pero permaneció en órbita hasta Marzo de 1970. Crédito: NASA/APOD, 31 de enero , 2018.   Ver video del Lanzamiento

La nave espacial se lanzó a las 10:48 p.m. EST del Viernes 31 de Enero de 1958. Una hora y media más tarde, una estación de rastreo en el JPL en California recogió su señal transmitida desde la órbita. De acuerdo con el deseo de retratar el lanzamiento como el cumplimiento del compromiso de los EE. UU. bajo el Año Geofísico Internacional, el anuncio de su éxito se hizo temprano a la mañana siguiente en la Academia Nacional de Ciencias en Washington, con Pickering, Van Allen y von Braun a la mano para responder preguntas de los medios.

 De Izquierda a derecha, los investigadores de la Universidad de Iowa, Carl McIIwain, James Van Allen, George Ludwig y Ernie Ray examinando los gráficos del “Explorer 1”. Crédito: Universidad de Iowa.

Después del lanzamiento, a la nave espacial se le dio su nombre oficial, Explorer 1. (En las décadas siguientes, casi cien naves espaciales recibirían la designación “Explorer”). El satélite continuó transmitiendo datos durante aproximadamente cuatro meses, hasta que sus baterías se agotaron,  dejando de funcionar el 23 de Mayo de 1958.

Más tarde ese año, cuando la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) fue establecida por el Congreso, Pickering y Caltech trabajaron para alejar al JPL de su trabajo de defensa para formar parte de la nueva agencia. JPL sigue siendo una división de Caltech, que administra el laboratorio de la NASA.

Los comienzos de la exploración espacial de EE. UU. no fueron sin contratiempos: de los primeros cinco satélites Explorer, dos no pudieron alcanzar la órbita. Pero los tres que lo hicieron dieron al mundo el primer descubrimiento científico en el espacio: los Cinturones de Radiación de Van Allen. Estas regiones en forma de rosquilla, de partículas de alta energía, mantenidas en su lugar por el campo magnético de la Tierra, pueden haber sido importantes para hacer que la Tierra sea habitable de por vida. Explorer 1, con el detector de rayos cósmicos de Van Allen a bordo, fue el primero en detectar este fenómeno, que todavía se está estudiando en la actualidad.

De izquierda a derecha, el director del JPL, William Pickering, James Van Allen y Wernher von Braun, en una conferencia de prensa  anunciando el éxito del Explorador 1, celebrada en la Academia Nacional de Ciencias en Washington DC, levantan  en alto  un modelo del Explorer 1. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Al abogar por una agencia espacial civil ante el Congreso después del lanzamiento de Explorer 1, Pickering se basó en el descubrimiento de Van Allen, declarando, “El Dr. Van Allen nos ha dado información completamente nueva sobre la radiación presente en el espacio exterior … .Esto es más bien ejemplo dramático de un experimento científico bastante simple que fue nuestro primer paso al espacio “.

El Explorer 1 volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra y se quemó el 31 de marzo de 1970, después de más de 58,000 órbitas.