Parker Solar Probe y la astrofísica solar. 1

Parker Solar

Parker Solar

Parker Solar Probe. NASA

Hay una parte de la astrofísica que está pasando desapercibida entre el agua de Marte, la relatividad de Einstein, los blazares y los rayos cosmicos y la materia oscura. Y además estudia algo fundamental para la vida y para el resto de experimentos espaciales. Es la que estudia la estrella central de nuestra galaxia. El Sol.

Podría decirse que dado que el Sol siempre ha sido nuestro compañero, lo conocemos muy bien, pero es totalmente falso. En realidad no conocemos más que una pequeña parte de él y mucho de lo que sabemos no es por su observación, sino por la de otras estrellas del Universo. Parece absurdo. Pero es la verdad. El problema es que estamos tan cerca de él, que nos quemamos. Esta es la razón por la que siempre dirigimos nuestros experimentos espaciales hacia fuera de nuestra orbita. Si mandáramos sondas a estudiar los gases de Venus, se estropearían lentamente por el calor y la radiación. Y cuanto más cerca peores serían los efectos. Y con las imágenes tomadas con los supertelescopios actuales solo podemos ver las preciosas imágenes de las erupciones solares. No nos aportan muchos datos nuevos. Además, para acercarse al Sol de forma directa hace falta una grandísima cantidad de energía.

Parece que el esfuerzo no merece la pena. Hay muchas más cosas interesantes en el espacio con menos riesgo y esfuerzo. Pero volvemos a equivocarnos si hacemos ese planteamiento.

En agosto de 1859 se produjo en la corteza solar una gran tormenta. Las olas de radiación producidas barrieron la Tierra en lo que se conoce como evento Carrington. Fue tan grande el impacto que provocó fenómenos espectaculares como auroras en Colombia. Pero no todo fueron bonitas postales. Las corrientes eléctricas que indujo fueron de tal potencia que afectaron a las redes de telégrafo. En 1859. Imagínense en 2019. Sería catastrófico. No solo por las consecuencias en nuestra maltrecha atmosfera o en la capa de Ozono. La onda afectaría a los sistemas eléctricos ya sean terrestres, aéreos o espaciales. El GPS o el nuevo Galileo, los miles de aviones que surcan los cielos, las centrales eléctricas, las comunicaciones, etc. ¿Podéis imaginar las consecuencias?

La astrofísica que mira al Sol es un tema muy muy serio. Ya existen laboratorios que analizan el Sol. Desde los años 60 se han enviado 17 naves al espacio. Algunas han llegado más allá de la órbita de Mercurio, a unos 43,4 millones de km del Sol. Otras han viajado hasta situarse en el punto de Lagrange 1 (L1) donde la gravedad de La Tierra y del Sol son tales que les permiten situarse en equilibrio. Dos de estas naves son los observatorios SOHO y SDO que examinan constantemente las erupciones y los vientos solares para detectarlas con unos días de antelación y así poder tomar medidas. Algo parecido a los sismógrafos. Pero el sistema es poco eficiente. Si fuéramos capaces de obtener más datos de las capas solares, podríamos hacer mejores previsiones de su comportamiento. Por esa razón en 2008 la NASA junto con la Universidad Johns Hopkins comenzó la fabricación de una sonda capaz de soportar altas temperaturas y acercarse al Sol. La Parker Solar Probe. Aunque con tres años de retraso, la sonda partirá rumbo al Sol en la ventana de lanzamiento del 11 al 23 de Agosto de 2018.

Parker Solar

Posiciones de la sonda con respecto a la situación relativa al Sol. NASA

La Parker Solar Probe está diseñada para aguantar temperaturas impensables gracias a un principio muy simple. Para comprenderlo hay que separar los términos de calor y temperatura. Por un lado, la temperatura es lo rápido que se mueven las partículas en un sistema. Mientras que el calor es la medida de la interacción de esas partículas con lo que está a su alrededor. Pero si la densidad de partículas es muy pequeña, pueden estar a una temperatura muy alta y que los objetos reciban poco calor. Al estar la nave en el espacio, la cantidad de partículas que transferirán calor a la sonda es muy pequeña, por lo que gracias a eso, y al escudo protector que cubrirá la parte operativa, estará protegida y a una cómoda temperatura de 30ºC. Este escudo llamado Sistema de Protección Térmica, TPS, tiene 2,4 metros de diámetro por unos 12 cm de grosor, y está formado por dos placas de carbono separadas por una espuma del mismo material. Para terminar, la cara externa está revestida de una pintura cerámica. El conjunto puede soportar 1.650ºC.

Pero no solo el escudo de la Parker Solar Probe ha sido un desafío en cuanto al área de los materiales. Algunos de los sistemas de medida han de estar expuestos a la radiación para tomar buenos datos, como el Solar Probe Cup, que medirá los vientos solares. Los científicos de la Johns Hopkins han desarrollado materiales de compuestos de titanio, zirconio y molibdeno con puntos de fusión de más de 3000ºC para los instrumentos y para los cables de comunicación. Y el control de la Parker Solar Probe tampoco ha sido fácil, pues debe de hacer maniobras para mantener siempre la misma posición con respecto al Sol mientras orbita. Además de, por ejemplo, desplegar los paneles solares para recargarse, y ocultarlos para que no se quemen. Los paneles solares, en este caso, también llevan incorporados sistemas de refrigeración de agua desionizada para soportar las temperaturas cuando estén desplegados.

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Esquema de las órbitas de la sonda. NASA

Se espera que la misión de Parker Solar Probe dure unos siete años y que en ese espacio de tiempo se realicen 24 órbitas solares gracias a los impulsos de la gravedad de Venus. Pasará a una distancia mínima de 6,16 millones de kilómetros del Sol. Pero no lo mirará directamente. Su misión es la de analizar el espacio alrededor de la estrella.

La decisión de usar la órbita de Venus para impulsar la Parker Solar Probe fue crucial en la misión y la causa del retraso. En un principio, la sonda iba a viajar hasta Júpiter para lanzarse hacia el Sol aprovechando un diseño en forma de cono de su caparazón. Al optar por Venus, la órbita es mucho menor y la forma de la sonda podía modificarse hasta el diseño final.

En estos años su misión no estará sola. La Solar Orbiter, es una misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) con alta participación española y de la NASA. Está destinada a analizar los campos electromagnéticos y las partículas, así como tomar fotografías y vídeos en muy alta resolución de la corteza. Los datos de estas dos misiones espaciales se juntarán a los datos recogidos por el mayor telescopio solar del mundo, el Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), que se inaugurará en Hawái en 2019.

Se espera que en los próximos 10 años, gracias los datos de estos tres programas, seamos capaces de comprender mejor al Sol, sus tormentas, erupciones y vientos. Y así poder predecir sus eventos y protegernos a nosotros y a nuestras misiones espaciales de ellos.

Página oficial de la NASA donde podrás seguir el desarrollo de la misión.

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