Una nueva misión proporcionará la primera vista de los polos del Sol

Una nueva nave espacial se dirige al Sol para capturar las primeras fotos de los polos norte y sur del Sol.

El Solar Orbiter (Orbitador Solar), una colaboración entre la Agencia Espacial Europea, o ESA por sus siglas en inglés, y la NASA, tendrá su primera oportunidad de despegar desde Cabo Cañaveral el 9 de febrero de 2020,

“Hasta la llegada del Solar Orbiter, todos los instrumentos de imaginería solar han estado situados dentro del plano eclíptico o muy cerca de él”, explicó Russell Howard, científico espacial del Laboratorio de Investigación Naval de Washington, D.C. e investigador principal de uno de los diez instrumentos a bordo del Solar Orbiter. “Ahora, podremos ver el Sol desde arriba”.

“Será terreno desconocido”, afirmó Daniel Müller, científico de proyecto de la ESA para la misión en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial en los Países Bajos. “Es verdadera ciencia exploratoria”.

El Sol tiene un rol central en la configuración del espacio que nos rodea. Su campo magnético masivo se extiende mucho más allá de Plutón, proyectando una supervía para las partículas solares cargadas conocidas como viento solar. Cuando las ráfagas de viento solar golpean la Tierra, pueden provocar tormentas meteorológicas espaciales capaces de interferir con nuestros GPS y satélites de comunicaciones, e incluso en el peor escenario pueden ser una amenaza para los astronautas.

A fin de prepararnos para las tormentas solares que llegan, los científicos monitorean el campo magnético del Sol. Pero sus técnicas funcionan mejor con una vista directa; cuanto más pronunciado es el ángulo de visión, más ruidosos son los datos. La visión lateral de los polos del Sol que obtenemos desde el interior del plano eclíptico deja grandes huecos en los datos.

“Los polos son particularmente importantes para permitirnos crear modelos con mayor precisión”, explicó Holly Gilbert, científica de proyectos de la NASA para la misión en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “El pronóstico de eventos meteorológicos espaciales, requiere un modelo bastante preciso del campo magnético global del Sol”.

Los polos del Sol también podrían explicar algunas observaciones centenarias. En 1843, el astrónomo alemán Samuel Heinrich Schwabe descubrió que el número de manchas solares, o manchas oscuras en la superficie del Sol que señalan la presencia de campos magnéticos fuertes, crece y disminuye en un patrón repetitivo. Hoy en día conocemos ese fenómenos como el ciclo solar de aproximadamente 11 años en el que el Sol hace transiciones entre el máximo solar, cuando las manchas solares proliferan y el Sol es activo y turbulento, y el mínimo solar, cuando son menos y es más tranquilo. “Sin embargo, no entendemos por qué es un ciclo de 11 años, o por qué algunos máximos solares son más fuertes que otros”, expresó Gilbert. Observar los campos magnéticos cambiantes en los polos podría ofrecer una respuesta.

La única nave que sobrevoló anteriormente los polos del Sol fue también un proyecto conjunto de la ESA y la NASA. Lanzada en 1990, la nave espacial Ulises completó tres pases alrededor de nuestra estrella antes de ser desmantelada en 2009. Pero Ulises nunca se acercó más que a la distancia de la Tierra al Sol, y sólo llevó lo que se conoce como instrumentos in situ que, al igual que el sentido del tacto, miden el entorno espacial inmediato a la nave. El Solar Orbiter, por su parte, pasará dentro de la órbita de Mercurio llevando cuatro instrumentos in situ y seis sensores remotos de imagen, que verán el Sol desde lejos.

“Seremos capaces de trazar un mapa de lo que ‘tocamos’ con los instrumentos in situ y lo que veremos mediante la teledetección”, dijo Teresa Nieves-Chinchilla, científica adjunta del proyecto de la NASA para la misión.

Después de años de desarrollo tecnológico, será lo más cerca que cualquier cámara orientada al Sol estará de él. “No puedes acercarte mucho más de lo que llegará el Solar Orbiter y mirar al Sol”, afirmó Müller.

Durante los siete años de vida de la misión, el Solar Orbiter alcanzará una inclinación de 24 grados sobre el ecuador del Sol, aumentando a 33 grados con la adición de tres años de operaciones extendidas de la misión. En su aproximación más cercana, la nave pasará a 26 millones de millas del Sol.

Para combatir el calor, el Solar Orbiter dispone de un escudo de calor de titanio diseñado a medida, con un revestimiento de fosfato de calcio que resiste temperaturas de más de 900 grados Fahrenheit (482 grados Celsius), trece veces más que el calentamiento solar que una nave en órbita terrestre tiene que enfrentar. Cinco de los instrumentos de observación remota mirarán al Sol a través de mirillas en el escudo de calor; uno de ellos observará el viento solar a un lado.

Tras el lanzamiento de la sonda solar Parker en agosto de 2018, el Solar Orbiter será la segunda gran misión reciente de la NASA al interior del sistema solar. Parker ha completado cuatro pases solares cercanos y volará a menos de cuatro millones de millas (6,4 millones de kilómetros) del Sol en su aproximación más cercana.

Las dos naves trabajarán juntas: a medida que la sonda Parker muestree partículas solares cercanas, el Solar Orbiter capturará imágenes desde la lejanía, contextualizando las observaciones. Las dos naves también se alinearán ocasionalmente para medir las mismas líneas de campo magnético o corrientes de viento solar.

“Estamos aprendiendo mucho con Parker, y la adición del Solar Orbiter a la ecuación brindará más conocimiento”, dijo Nieves-Chinchilla.

El Solar Orbiter es una misión de cooperación internacional entre la Agencia Espacial Europea y la NASA. El Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC, por sus siglas en inglés) de la ESA en los Países Bajos gestiona el esfuerzo de desarrollo.
El Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC, por su acrónimo en inglés) en Alemania operará el orbitador tras su lanzamiento. El Solar Orbiter fue construido por Airbus Defense and Space y contiene 10 instrumentos, nueve de ellos proporcionados por la ESA y sus estados miembros. La NASA proporcionó el conjunto de instrumentos SoloHI, así como detectores y equipo para otros tres instrumentos.

Escrito por Miles Hatfield, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.

Versión en inglés.