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Los astrónomos son una clase muy peculiar de científicos. Su campo de estudio está por lo general a millones de kilómetros de distancia, y muy eventualmente o casi nunca pueden tocar o manipular muestras de aquello a que dedican toda una vida de investigación.

Entonces, ¿cómo puede la astronomía ofrecernos datos tan precisos sobre la masa, la temperatura, la composición y hasta la edad de las estrellas?

La respuesta es la luz —más específicamente, los fotones, las partículas transportadoras de la interacción electromagnética. Solemos decir en lenguaje común que la luz es energía electromagnética y que los fotones son las unidades que componen dicha luz.

Los espectrómetros o espectrógrafos son instrumentos usados por la astronomía para analizar los fotones. Estas partículas sin masa son las que traen toda esta invaluable información referente a los objetos celestes, así que no importa qué tan lejos estén, los fotones viajan por el universo sin ser afectados por el tiempo.

De esta manera, analizando la luz de las estrellas que están a millones de kilómetros de distancia podemos determinar sus propiedades físicas y su edad. Más interesante todavía es que podemos estudiar objetos celestes que hace millones de años dejaron de existir y cuya luz recién nos está llegando.

Imagen actual del Sol, por la misión SOHO. (Nasa.gov)

Así que un astrónomo normalmente no puede llegar hasta el objeto de su estudio, que por lo general son las estrellas, pero esto podría cambiar dentro de muy poco tiempo.

La NASA tiene proyectado lanzar una sonda espacial que literalmente tocará la corona solar, la atmósfera que rodea al Sol y es visible solo durante los eclipses totales del Sol.

La corona solar guarda un misterio que aún no ha sido explicado en su totalidad por la ciencia. La cuestión es que la fotosfera (la superficie visible del Sol) tiene una temperatura de unos 5 mil ºC, mientras que la corona está en el orden de los 2 millones ºC.

Nueva misión hacia nuestra estrella

¿Por qué la atmósfera del Sol es más caliente que su superficie? La NASA pretende responder esta pregunta con su nueva misión. Se espera que los instrumentos de la sonda puedan explicar definitivamente cómo se logra la transferencia de calor entre la fotosfera y la corona y por qué existe esa enorme diferencia de calor.

En 2008 la NASA bautizó a su nueva sonda solar con el nombre de Solar Probe Plus (Solar Probe +), pero a finales del mes de mayo de este año dicha administración decidió renombrar el proyecto con el nombre Parker Solar Probe (PSP) en honor a Eugene Parker. Es la primera vez que la NASA bautiza a una nave espacial con el nombre de una persona que aún vive.

El Dr. Eugene Parker es un astrofísico que trabaja en la Universidad de Chicago, en Estados Unidos. En 1958 el Dr. Parker publicó un artículo científico (Dynamics of the Interplanetary Gas and Magnetic Fields) donde explicaba cómo constantemente escapaba a gran velocidad del Sol materia y otros tipos de emisión. Actualmente llamamos a estas emisiones viento solar o tormenta solar.

En el artículo de 1958 Eugene Parker explicaba cómo estos eventos afectaban a los planetas y al espacio que compone todo nuestro sistema solar.  El trabajo de este astrofísico fue la base para poder entender cómo las estrellas interactúan con el medio que la rodea.

La Investigación del Dr. Parker también describía lo que él llamó Cascadas de Energía del Viento Solar,  esto incluía el plasma, los campos magnéticos y las partículas energéticas que emitía el Sol en cada uno de estos eventos. Nicola Fox, uno de los científicos del Parker Solar Probe, ha dicho que “la sonda responderá las preguntas sobre física solar que nos hemos hecho por más de seis décadas”.

Primera página del paper del Dr. Eugene Parker, publicado por la Universidad de Harvard, en Estados Unidos. (Harvard.edu)

Objetivos de la misión

El objetivo principal de la PSP es estudiar el flujo de energía que calienta la corona y acelera el viento solar, así como determinar la dinámica y la estructura del plasma y los campos magnéticos como fuentes del viento solar. La misión también explorará los mecanismos que aceleran  y transportan las partículas energéticas.

La investigación del clima espacial es prioritaria, ya que existe la posibilidad de que en algún momento se produzca una tormenta solar de grandes proporciones, esto afectaría gravemente a toda nuestra tecnología que está basada en la electrónica.  Tenemos precedentes como el evento Carrington de 1859 y el gran apagón de Quebec de 1989.  La PSP obtendrá datos para entender mucho mejor las tormentas solares y nos ayudará a minimizar los posibles daños que puedan causar las emisiones de nuestra estrella.

Descripción de la misión

Inicialmente el proyecto consistía en hacer que la nave espacial pasara a solo 2 millones de kilómetros de la fotosfera, pero esto acarrearía muchos problemas técnicos y aumentaría el costo de la misión.

Finalmente se redujeron los objetivos y la complejidad de la nave. Ahora, la pequeña sonda de 3 metros de largo, 81 kg de peso y USD $740 millones está programada para girar alrededor de nuestra estrella y reducir poco a poco su distancia al Sol.

Su primera órbita tendría un perihelio (la menor distancia al Sol en una órbita elíptica) de 24.3 millones de kilómetros, que se iría reduciendo con el tiempo hasta llegar a un perihelio de 6.2 millones de kilómetros. Recordemos que la distancia promedio entre la Tierra y el Sol es de 150 millones de kilómetros, denominada unidad astronómica (ua).

Sistema de protección de la nave

Para evitar que las temperaturas que llegarían hasta 1.377 ºC dañen la nave y sus instrumentos, la sonda cuenta con un escudo de carbono-carbono de 11,43 centímetros de espesor y 2,7 metros de diámetro. El sistema de protección lleva el nombre de Termal Protection  System (TPS).

Ilustración de la misión del Parker Solar Probe. (Imagen: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory).

El escudo deberá proteger a la nave durante los perihelios, que serán por lo menos 24 en un periodo de 7 años, teniendo 19 de ellos una distancia menor a 13 millones de kilómetros. Para ajustar las órbitas alrededor del Sol y disminuir su velocidad, el Parker Solar Probe usará al planeta Venus para realizar maniobras de asistencia gravitatoria.

La sonda pasará por Venus por lo menos 7 veces e irá reduciendo de esta manera su velocidad y su distancia al Sol.

Sistema de navegación e instrumentos

La PSP cuenta con 3 sensores estelares que le servirán para navegar por el espacio. Estos sensores le permitirán orientarse usando las posiciones de las estrellas. La nave cuenta también con 14 impulsores para controlar su movimiento y su dirección.

La pequeña nave espacial llevará por lo menos 9 instrumentos científicos, entre ellos detectores de partículas, magnetómetros, espectrómetros, espectrómetros de masa de polvo y cámaras de video.

Lanzamiento

Si todo se encuadra dentro de los parámetros del proyecto, la PSP tiene una ventana de lanzamiento —rango de tiempo en que una nave espacial puede ser lanzada para alcanzar su objetivo— de 20 días, previsto entre el 31 de julio y el 19 de agosto de 2018.

El cohete propulsor que se usará es un Delta IV-HEAVY. Con ayuda de la ciencia y la tecnología, los astrónomos cumplirán en cierta forma el sueño de alcanzar una estrella.

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2 Comentarios

    • En su aproximación final, la sonda Parker se precipitará hacia el Sol a unos 700.000 kilómetros por hora.

      Determinar cuanto durará mientras se dirige hacia la fotosfera depende en gran mediada de la orientación de su escudo.

      Si el ángulo de acercamiento deja desprotejida la sonda se quemará mucho más rápido de lo que lo haría si el ángulo es el correcto.

      Así que por ahora no tengo el dato para contestar puntualmente tu pregunta José.

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