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APUNTE LEGO

¿Hace calor? Vayamos al Sol...

La sonda Parker de NASA viaja hacia el astro rey para acercarse a 6 millones de kilómetros, con temperaturas de 1.400 grados en su escudo


apuntelego.es

JULIO MIRAVALLS
Sábado, 11 de agosto de 2018

En el entorno de la corona solar (la atmósfera del Sol) la temperatura alcanzará casi los 1.400 grados centígrados, en una región sacudida por la radiación solar. Frente a tan titánicas fuerzas, la sonda Parker opondrá un escudo de protección de fibra de carbono de 11,43 centímetros. Cuando Parker llegue al punto más cercano a la estrella, en su recorrido, estará a unos 6 millones de kilómetros de ella y viajará a una velocidad de 700.000 kilómetros por hora (de Philadelphia a Washington DC en un segundo, subraya la NASA). Será el artefacto humano más veloz de todos los tiempos.

La sonda solar Parker tiene previsto su lanzamiento este fin de semana, impulsada por un cohete Atlas IV, desde la base de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral. Es la misión que más se acercará hasta la fecha al astro rey. El precedente es la sonda Helios 2, que se aproximó unos 43 millones de kilómetros. La Tierra está a casi 150 millones de kilómetros. Es la distancia que establece la Unidad Astronómica (UA, 149.597.870.700 metros, considerada la distancia media de la Tierra al Sol. Unos 8,31 minutos luz).

(Actualización: El lanzamiento se ha producido con éxito a las 3:31 EDT de la madrugada del domingo día 12, las 9:31 hora española).

Parker llevará el encargo de investigar los vientos solares, cómo se forman y cómo emiten partículas de radiación, desde velocidades subsónicas hasta supersónicas, que alcanzan a todo el sistema y, en particular, pueden afectar a los satélites y sistemas de comunicación en nuestro planeta. La sonda podrá estudiar las erupciones solares, las formaciones de esos vendavales de gases ionizados y las perturbaciones magnéticas que se producen en el Sol.

Todo ello ayudará a comprender mejor el conjunto de fenómenos que configuran el clima espacial, facilitando la predicción. Un conocimiento que, por otra parte, es imprescindible para plantearse los viajes de seres humanos a otros planetas en condiciones de seguridad.

INSTRUMENTACIÓN

Para realizar la tarea, Parker lleva consigo cuatro paquetes de instrumentación:

  • FIELDS, cuya misión es medir las características y potencia de los campos eléctricos y magnéticos en la atmósfera solar. Detectará las ondas y las turbulencias en la heliosfera interior con alta precisión en el tiempo. Utilizará para ello cinco antenas, cuatro de ellas extendidas por fuera del escudo térmico. Están fabricadas con una aleación de niobio, capaz de resistir las altísimas temperaturas a las que se verán sometidas. La quinta se despliega en perpendicular a las cuatro anteriores, en la zona de sombra del escudo, para crear una imagen tridimensional de alta frecuencia con las mediciones del campo eléctrico.

    Tres magnetómetros del tamaño de un puño medirán el campo magnético. Uno de ellos es una bobina eléctrica (search coil magnetometer, SCM) para observar los cambios del campo a través del tiempo, midiendo los voltajes inducidos con modificaciones a razón de dos millones de veces por segundo. Los otros son magnetómetros de saturación, (MAGi y MAGo), que medirán el campo magnético de la corona solar a gran escala, cuyas variaciones son de pequeña magnitud.

    El paquete Fields ha sido construido en el Space Sciences Laboratory de la University of California, Berkeley.

  • WISPR es un instrumento para captar la imagen de la estructura de la corona solar, antes de que la sonda vuele a través de ella. Es del «tamaño de una caja de zapatos», explica NASA, y recogerá imágenes de las eyecciones coronales masivas, los chorros y otras expulsiones de material. El material que capte permitirá poner imagen a las mediciones que realizan los otros instrumentos, mientras el dispositivo sea capaz de seguir funcionando.

    WISPR utilizará el propio escudo térmico para bloquear la mayoría de la luz solar, que cegaría la iluminación más tenue de la propia corona. Cuenta con dos cámaras con sensores activos CMOS, elegidos en lugar de los tradicionales CCD porque son más livianos y consumen menos energía, además de ser menos vulnerables a los rayos cósmicos y otras partículas de alta energía. El instrumentos ha sido desarrollado en el Solar and Heliophysics Physics Branch del Laboratorio de Investigación Naval de Washington DC.

  • SWEAP, el tercer paquete instrumental, tiene la misión de contar los electrones alfa, protones e iones de helio en el viento solar (el nombre es acrónimo de Solar Wind Electrons Alphas and Protons). Para ello utilizará los instrumentos Solar Probe Cup (SPC) y Solar Probe Analyzers (SPAN) que también medirán las propiedades de velocidad, densidad y temperatura de las partículas.

    SPC es una 'copa de Faraday' que captura partículas en el vacío, sometido a la plena luz y temperatura del experimento. Cuenta con una serie de rejillas transparentes sobre platos de recolección y elementos de zafiro para aislar eléctricamente diferentes partes de la copa. Realizará hasta 146 mediciones por segundo en la mayor aproximación al Sol.

    SPAN cuenta con dos elementos detectores separados, para ampliar el ángulo de visión y poder observar partes del espacio que quedarán fuera del alcance de SPC. Uno de los detectores, SPAN-A, medirá electrones e iones; el otro, SPAN-B sólo observará electrones. El instrumento ha sido construido de manera conjunta por el Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, y el Space Sciences Laboratory de la Universidad de California, Berkeley.

  • ISʘIS es la combinación de dos instrumentos complementarios para investigar las partículas medidas en un amplio rango de energías, con el propósito de conocer sus ciclos vitales, de dónde proceden, cómo son aceleradas y de qué manera son emitidas por el Sol al espacio interplanetario.

    Los dos instrumentos son EPI-Lo y EPI-Hi. El primero mide el espectro de electrones e iones, identificando carbono, oxígeno, neon, magnesio, silicio, hierro y los isótopos de helio He-3 y He-4. Tiene forma de cúpula octogonal con 80 visores. El segundo tiene tres sensores de partículas para detectar las de más alta energía. Cuando se halle en la máxima proximidad del Sol podrá detectar hasta 100.000 partículas por segundo. El dispositivo ha sido diseñado por un grupo liderado por la Universidad de Princeton, New Jersey, y construido principalmente en el Johns Hopkins Applied Physics Laboratory de Laurel, Maryland, y Caltech, en Pasadena, California, con contribuciones del Southwest Research Institute de San Antonio, Texas, y el Goddard Space Flight Center de NASA, en Greenbelt, Maryland.

SIETE AÑOS

El nombre de la sonda es un homenaje al profesor Eugene Parker (en la foto, durante el lanzamiento de su sonda), de la Universidad de Chicago, descubridor de los vientos solares en los años 50.

El viaje de la sonda Parker la llevará hasta el planeta Venus, que sobrevolará en siete ocasiones a lo largo de otros tantos años para utilizar su campo gravitatorio acercando su órbita al Sol hasta superar la órbita de Mercurio (58 millones de kilómetros). Los responsables de la misión esperan empezar a recibir datos a finales de este mismo año. Cuando la nave agote su ciclo y su combustible será desintegrada por la acción de las energías y temperaturas a las que estará sometida.