El apagón de las comunicaciones en la reentrada de naves espaciales

El apagón de las comunicaciones en la reentrada de naves espaciales  ( Spacecraft Reentry Communications Blackout) es el fenómeno que se produce a consecuencia de la ionización del entorno de las cápsulas espaciales por el sobrecalentamiento en su entrada a la atmósfera terrestre consistente en la interrupción de las comunicaciones.

Las cápsulas entran a unos 8 km/s (28.000 km/h) y a partir de los 120 km de altura la atmosfera aumenta su densidad y con ello aumenta la fricción sobrecalentándose la superficie de la misma hasta los 10.000-12.000 º Kelvin (9727 a 11726ºC) creándose una nube de plasma (particulas ionizadas) que impiden que las radiocomunicaciones por debajo de varios GHz (t>9.000º K f>400 GHz) puedan realizarse incluso en la parte de la cola de la misma. este corte tipicamente es de unos 12' unos 25-12 minutos antes del aterrizaje (ver gráfica del transbordador espacial), las Crew Dragon de SpaceX pueden perder las comunicaciones durante unos 7 minutos.

Cualquier vehículo que vaya a velocidades superiores a Mach 5 (5 veces la velocidad del sonido) tendrá problemas similares, incluidos los misiles hipersónicos lo que puede afectar a su guiado.

Perfil de entrada del transbordador espacial Fuente: https://spaceacademy.net.au/

En junio de 2024 la capsula SpaceX retransmitió integramente y en directo su reentrada a la atmósfera ¿Cómo lo hizo? 

Según dicen "se usan satélites Starlink especificos que actuarán como repetidores de la señal". 

La idea no es nueva pues el transbordador espacial hacia uso de satelites geoestacionarios para intentar vencer este problema de comunicacioens (TDRS - Tracking and Data Relay Satellite System que constaba de tres satelites lanzados entre 1983 y 1989).

El sistema TDRS si que sabemos que se basaba en un conjunto de 4 antenas configurables situados en la parte superior del transborador que  utilizaban la banda S de 1,700 a 2,300 GHz para las comunicaciones durante la entrada, que admite archivos de voz, comandos, telemetría y datos (192 kbps). El transbordador también utilizaba la banda Ku (13,755 y 15,003 GHz) para las comunicaciones en el espacio.

Con todo el interés técnico está en conocer la tecnología utilizada (estructuras multicapas , transmisiones en banda Y o THF-Tremendously High Frequency, LASER, ...). 

El tamaño de la SpaceX es mucho menor al transbordador por lo que aunque los Starlink estén a menor distancia igual el "agujero" en la capa ionizada puede ser menor.

Otras lecturas

• Emisiones radioeléctricas desde el espacio exterior
• HAARP - High-frequency Active Auroral Research Program

Referencias

• SPACECRAFT REENTRY COMMUNICATIONS BLACKOUT
• "What are SpaceX's innovations to overcome communication blackout during spacecraft re-entry?"
• Spacex aims to stop comms blackouts A trick with satellites could let spacecraft re-enter Earth’s atmosphere without losing radio contact Mark Harris
• TRACKING AND DATA RELAY SATELLITE SYSTEM SATELLITES (relación de todos los satelites que la conforman)

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