Está a punto de lanzarse la sonda que más se acercará a la estrella. Estudiará su «atmósfera» y el viento solar
Por Gonzalo López Sánchez/Abc
Entre todos los océanos y lugares ignotos que el ser humano ha visitado a lo largo de la historia, ninguno es tan hostil como el que explorará la Parker Solar Probe, la sonda de la NASA que «tocará» el Sol. La nave, un artefacto de 685 kilogramos, navegará por la corona, la región más caliente de nuestra estrella. Será una minúscula partícula en una maraña de plasma que rodea al Sol y donde las temperaturas rondan los dos millones de grados centígrados. Allí medirá el flujo del viento solar y la lluvia de partículas que brotan desde la estrella y que a veces bombardean la Tierra y sus satélites. Para ello, viajará más rápido y se pondrá siete veces más cerca del Sol que ninguna otra nave hasta ahora. Este increíble aventura comenzará entre el 11 y el 23 de agosto, cuando se lance al espacio desde Cabo Cañaveral, en Florida (EE.UU.).
«Lo que queremos averiguar con la sonda es por qué la temperatura de la corona es 300 veces mayor a la de la superficie del Sol, cómo se acelera y se calienta el viento solar y cómo se transportan las partículas energéticas», ha explicado a ABC Nicola Fox, científica jefe del proyecto de la Parker Solar Probe en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Maryland (EE.UU.). «Todo esto nos permitirá entender, por ejemplo, cómo el viento solar viaja hasta la Tierra y cómo el campo magnético terrestre responde a ello».
Nicola Fox, científica jefe del proyecto de la Parker Solar Probe – U. Berkeley«Queremos averiguar por qué la temperatura de la corona es 300 veces mayor a la de la superficie del Sol y cómo se acelera el viento solar»
El Sol es un gigantesco orbe de plasma (gas extremadamente caliente con carga eléctrica) que no solo abraza a todo el Sistema Solar con su gravedad, sino que constantemente lo bombardea con radiación, inmensas cantidades de partículas y benignos rayos de luz. Su actividad determina el clima de la Tierra y genera las hermosas auroras en las regiones polares del planeta. Pero a veces, en el Sol se generan violentos fenómenos, como llamaradas y potentes explosiones, las llamadas eyecciones de masa coronal (EMCs), que tienen la capacidad de dañar satélites, redes eléctricas o aviones en vuelo. Por estos motivos, los científicos se esfuerzan en predecir la meteorología espacial, un fenómeno marcado por los caprichos del Sol y no por los vientos y las tormentas.
Meteorología espacial
«El propósito de obtener datos de la corona solar es poder entender los procesos físicos que utilizamos para hacer los pronósticos de la meteorología espacial», ha dicho a ABC Yaireska Collado-Vega, experta de la NASA en esta disciplina. «Cada evento solar tiene un tiempo para ser pronosticado, por ejemplo, las eyecciones de masa coronal tardan dos o cuatro días en llegar a la Tierra. Pero si mejoramos los modelos podremos hacer mejores pronósticos y entender cómo interactúan estos fenómenos con la Tierra».
«El propósito de obtener datos de la corona solar es poder entender los procesos físicos que utilizamos para hacer los pronósticos de la meteorología espacial»
Hasta este momento, los modelos son muy imperfectos y limitados. «Ahora, predecir la meteorología espacial es como tratar de predecir el tiempo de la Tierra solo con un pluviómetro», ha dicho a ABC Kelly Korreck, científico del equipo del instrumento SWEAP, que medirá el viento solar. «El pluviómetro no puede decirte si hace un día soleado, en qué dirección sopla el viento o si hay rayos. La Parker Solar Probe nos dirá qué necesitamos estudiar y analizar para hacer mejores predicciones y observaciones».
Ensamblaje del escudo protector en la Parker Solar Probe – NASA
Desde los años 60 este tipo de interrogantes han llevado a las agencias espaciales de todo el mundo a enviar 17 naves al espacio para observar el Sol. Dos de ellas, los observatorios SOHO y SDO, han estado explorando la superficie de la estrella de forma permanente desde 1995 y 2010, respectivamente. Pero lo hacen desde una cómoda posición, el punto de Lagrange 1 (L1), en el que la gravedad de la Tierra y del Sol les permiten situarse en equilibrio y siempre en un mismo punto de la órbita, como si fueran observadores fijos. Sin embargo, la Parker Solar Probe hará un largo viaje que la colocará a una distancia mínima del Sol de 6,16 millones de kilómetros (cerca de 16 veces la distancia media entre la Tierra y la Luna), lo que implicará que estará mucho más cerca del Sol que Mercurio. Además, a diferencia de sus compañeras, esta sonda es una nave «ciega». Sus cuatro instrumentos científicos principales no observarán el Sol, sino que se limitarán a medir el flujo de partículas y energía de su entorno.
Viaje al infierno
Para ello, emprenderá un viaje de al menos siete años, prorrogables a unos pocos más. Tendrá que aprovechar la gravedad de Venus para acelerar en siete ocasiones y completará al menos 24 órbitas al Sol. «En cada vuelta hará importantes observaciones científicas», ha dicho Fox. «Por ejemplo, durante las primeras “corrotará” con la estrella (lo que quiere decir que la sonda girará a la misma velocidad que el Sol y, por tanto, estará sobre un mismo punto de su superficie), pero en las otras órbitas tendrá distintos objetivos». En general, la nave trazará una amplia elipse que la acercará al Sol durante algunos días y que luego la llevará hasta Venus.
La Parker Solar Probe el pasado 16 de julio, ya montada sobre el motor de la tercera fase – NASA
Por ello, la sonda recibirá una auténtica rociada de partículas magnetizadas, una mezcla de protones, electrones, partículas alfa (como las que pueden brotar en reactores nucleares) y algunos iones pesados, viajando a millones de kilómetros por hora. En su entorno, la corona alcanzará temperaturas del orden de millones de grados centígrados. Sin embargo, gracias a la escasa densidad de estas partículas, la sonda soportará temperaturas más bajas. Aun así, necesitará un potente escudo térmico para frenar al Sol.
«Este escudo es similar a las placas usadas en transbordadores espaciales, pero tienen una capa extra de fibra de carbono y está recubierto con pintura cerámica blanca», ha dicho Korreck. Con un diámetro de 2,4 metros y un grosor de casi 14 centímetros, esta protección frenará al Sol y permitirá que los instrumentos de la nave funcionen a unos 30 ºC. Aparte de esto, las partes de la sonda que contactarán con el viento están compuestas de materiales muy resistentes. Paradójicamente, además de estar cerca del Sol la sonda estará muy lejos, así que también necesitará calentadores para funcionar.
Placa dedicada a Eugene Newman Parker – NASA
La sonda que tocará el Sol hace homenaje a Eugene Newman Parker, un científico de la NASA que en los cincuenta sugirió un concepto que por entonces resultaba disparatado: el del viento solar. Junto a una placa de recuerdo a este investigador, viajará una memoria con los nombres de 1,1 millones de entusiastas que han querido «acercarse» así hasta la estrella. Gracias a esta sonda, dentro de unas décadas comprenderemos mejor cómo la estrella afecta a nuestro planeta. En algún momento la Parker Solar Probe se quedará sin combustible y el escudo dejará de estar orientado hacia el Sol. La nave se desintegrará y sus partes se irán poco a poco haciendo más pequeñas hasta quedar convertidas en una mínima fracción del viento solar.
Javier Rodríguez-Pacheco, catedrático de astronomía y astrofísica en la Universidad de Alcalá – Universidad de Alcalá
La década en la que entenderemos cómo es nuestra estrella
La Parker Solar Probe tiene como principales objetivos estudiar el origen del viento solar y la extrema temperatura de la corona. Puede parecer sorprendente, pero lo cierto es que no se conoce lo esencial sobre estos dos fenómenos.
Por una parte , mientras que la superficie del Sol está a cerca de 5.500 ºC, la corona, la parte más externa y recorrida por potentes campos magnéticos y multitud de partículas muy energéticas, que supera el millón de grados. «Es contraintuitivo. Si te alejas de una hoguera, lo lógico es que la temperatura disminuya», ha explicado a ABC Javier Rodríguez-Pacheco, catedrático de astronomía y astrofísica en la Universidad de Alcalá. Por otra parte, se desconoce cómo el viento solar se acelera y calienta.
Rodríguez-Pacheco es también investigador principal de EPD ( Detector de Partículas Energéticas), que volará en la Solar Orbiter, una misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) y NASA que se lanzará en 2020, y que también tiene una importante contribución española. «Esta misión analizará el entorno de campos electromagnéticos y partículas y tomará fotografías y vídeos en muy alta resolución para estudiar cómo el Sol genera la heliosfera». Además, se estudiarán regiones desconocidas en los polos del Sol.
Además de la Parker Solar Probe y del Solar Orbiter se incorporará un tercer observatorio, el mayor telescopio solar del mundo, el DKIST, que se inaugurará en Hawái en 2019. «Estas tres misiones trabajarán muy bien juntas», ha explicado Nicola Fox, científica jefe del proyecto Parker Solar Probe. «Nuestra sonda tomará muestras de la corona, DKIST tomará imágenes en alta resolución del disco solar y el orbitador europeo tomará imágenes en muy alta resolución en diferentes longitudes de onda», ha detallado. «Todas juntas serán un observatorio maravilloso para estudiar el Sol».
«Vivimos al lado de una estrella y, como especie, tenemos el deber de entender sus misterios»
Esto cambiará lo que sabemos sobre el Sol. «Vivimos al lado de una estrella y, como especie, tenemos el deber de entender sus misterios», ha dicho Javier Rodríguez-Pacheco. «Es fundamental poder medir y predecir su comportamiento».
En agosto de 1859 una gran tormenta solar barrió la Tierra. El conocido como evento Carrington provocó auroras en Colombia y las corrientes eléctricas que indujo afectaron a las redes de telégrafo. Hoy, un fenómeno así podría afectaría a satélites (incluidos satélites de posicionamiento Global como el GPS o Galileo), redes eléctricas y aviones en vuelo. «Algo así puede volver a ocurrir», ha explicado Javier Rodríguez-Pacheco. «Ya se han tomado medidas, pero cuanto mejor se conozca el problema mejores soluciones adoptaremos».
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