Conocer el Sol es clave para desvelar el funcionamiento de las estrellas en el universo, pero comprender su actividad también es fundamental para las infraestructuras en la Tierra y sus inmediaciones. Así lo creen los científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA), que han decidido enviar al espacio la sonda Solar Orbiter. El objetivo es saber más sobre nuestra estrella y las consecuencias que las potentes eyecciones de plasma solar pueden provocar en nuestras redes eléctricas y de telecomunicaciones en superficie, así como en las operaciones de los satélites que nos rodean.
La misión es única, ya que, aparte de estudiar los polos solares, lo que la hace realmente singular es su capacidad de combinar los datos recogidos in situ por los sensores con las imágenes procedentes de las cámaras o telescopios. “Uno de los retos que tenemos es conectar lo que medimos alrededor de la nave y lo que vemos que está pasando en el Sol”, cuenta Anik De Groof, que coordina las operaciones de los instrumentos, “por ejemplo, si medimos un índice de partículas alrededor de la nave superior al normal, paralelamente podemos ver que está pasando en el Sol en ese momento o qué ha ocurrido unos días o unas horas antes”.
Solar Orbiter llegará a 42 millones de kilómetros del Sol y observará los polos solares. La nave y sus componentes se han diseñado para soportar temperaturas de hasta 500ºC
La sonda llegará a 42 millones de kilómetros del Sol, aproximadamente un cuarto de la distancia entre nuestra estrella y la Tierra, y se adentrará más allá de la órbita de Mercurio, saliendo del plano por el que circulan los planetas para, por primera vez, observar los polos del Sol. Además, tomará imágenes nunca vistas de nuestra estrella y recopilará datos in situ del entorno solar.
La nave y sus componentes, incluidos los paneles solares de 18 metros de envergadura, se han concebido de manera que puedan soportar las abrasadoras temperaturas de hasta 500 °C y el bombardeo constante de partículas muy energéticas de viento solar durante al menos siete años. La sonda se separará del cohete unos 53 minutos después del lanzamiento y se espera que envíe su primera señal a la Tierra poco después. La adquisición de la señal se anunciará desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de Darmstadt (Alemania), que operará toda la misión.
Objetivos de la misión
“Hace 60 años que sabemos que existe el viento solar, pero no sabemos de dónde viene y cómo se propaga por el espacio”, reconoce Yannis Zouganelis, uno de los científicos de la misión, en declaraciones recogidas por la agencia Sync, “y también hace cuatro siglos que observamos las manchas solares, pero seguimos teniendo muchas preguntas y muchos misterios de la física solar que seguimos sin comprender”.
De ahí que las cuatro áreas de investigación principales sean el viento solar (¿qué lo impulsa y acelera sus partículas?), las regiones polares (¿qué ocurre ahí cuando el campo magnético solar voltea la polaridad?), el propio campo magnético (¿cómo se genera en el interior del Sol y se propaga a través de su atmósfera hacia el espacio?) y el clima espacial (¿cómo las repentinas fulguraciones y eyecciones de masa coronal impactan en el sistema solar, y cómo producen las energéticas partículas que pueden afectar a la Tierra y nuestros satélites?
Para ello, la nave incorpora diez instrumentos: cuatro para registrar datos in situ alrededor de la nave, y seis para observar el Sol de forma remota, informa la agencia Sync. El primer cuarteto está formado por detectores para la observación de partículas y eventos en las inmediaciones, incluidas partículas cargadas y campos magnéticos del viento solar, ondas magnéticas y de radio del viento solar, y partículas cargadas de energía. El otro conjunto de instrumentos actúa como telescopios que observarán la superficie y la atmósfera solares. La mejor forma de ver el gas de esta atmósfera es mediante la potente emisión de rayos ultravioletas de onda corta. Así, se contará con un generador de imágenes de alta resolución y del Sol completo, y con un espectrómetro de alta resolución. La atmósfera exterior se revelará mediante coronografías de ultravioleta y luz visible que ocultarán el disco brillante de nuestra estrella. Para examinar la superficie en luz visible y medir los campos magnéticos locales, también lleva un magnetógrafo de alta resolución. Solar Orbiter es la primera nave espacial que incorpora telescopios o cámaras para tomar imágenes del Sol desde tan cerca.
La contribución española
Los científicos españoles participan en la misión con el desarrollo de dos de sus instrumentos, el Energetic Particle Detector (EPD) y el Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI). El EPD estudiará las energéticas partículas del Sol. Su investigador principal, Javier Rodríguez-Pacheco, de la Universidad de Alcalá, explica su objetivo a la agencia Sync: “Conocer los mecanismos que aceleran estas partículas y poder predecir los sucesos de tormentas solares”, con la suficiente antelación como para que sea posible tomar medidas preventivas.
Por su parte, el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha coliderado, junto al lnstituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, el desarrollo y construcción de PHI, el instrumento más grande, que realizará un cartografiado preciso del campo magnético solar. Este es el responsable de los fenómenos que observamos en el Sol, como las manchas, las tormentas solares o el viento solar. PHI también medirá la velocidad del plasma en la fotosfera, la capa más interna de la atmósfera del Sol y de donde procede el viento solar. “Es la primera vez en la que equipos españoles se hallan a la cabeza de dos instrumentos a bordo de una misión espacial”, destaca Jose Carlos del Toro, investigador del IAA que colidera PHI. “La importante contribución de España a este instrumento es fruto de la colaboración entre diversos institutos nacionales en los últimos 18 años, desarrollando tecnologías clave como sistemas ópticos innovadores”, destaca Alberto Álvarez Herrero, el investigador responsable del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).
La duración prevista de la misión son siete años. En noviembre de 2021 comenzarán a operar los instrumentos
La duración prevista son siete años (2020-2026). Durante los dos primeros, la nave realizará dos maniobras de asistencia gravitatoria alrededor de Venus y otra cerca de la Tierra para colocarse en una órbita elíptica de 180 días alrededor del Sol. “Durante ese tiempo, cuatro instrumentos trabajarán con normalidad mientras que los telescopios seguirán un proceso de calibración, pruebas y ajustes", comenta Luis Sánchez, jefe de Operaciones de Ciencia en Tierra. La operación rutinaria de los instrumentos comenzará en noviembre de 2021, “pero esperamos tener las primeras imágenes y datos científicos a partir de mayo o junio de este año”.
Después, Solar Orbiter llegará a acercarse a una distancia inferior a la de Mercurio (la primera aproximación será en 2022) saliendo fuera de la eclíptica, el plano por donde circulan los planetas, lo que permitirá, por primera vez, observar los polos norte y sur del Sol. La nave aprovechará repetidamente el campo gravitatorio de Venus para conseguir un ángulo de inclinación orbital de 33 grados, suficiente para obtener esa perspectiva inédita de nuestra estrella, informa la agencia Sync.
