La Agencia Espacial Europea junto con la NASA, lanzan misión al Sol

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Foto: NASA

Por: Sandra Aristizábal

La sonda europea Solar Orbiter, es el nombre de la misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la NASA, despegó este domingo en un cohete Atlas V desde el Centro Espacial Keneddy en Cabo Cañaveral (en la Florida) Estados Unidos para estudiar el Sol.

La madrugada del 9 al 10 de febrero, a las 5.03h (hora española), un cohete Atlas V despegó para lanzar al espacio la sonda Solar Orbiter de la ESA que se acercará a nuestra estrella de una forma nunca antes explorada. Le preguntamos al astrofísico Santiago Vargas sobre la importancia de esta misión para el mundo.

Mi canal 4.0: Esta es la primera misión que estudiará al sol como nunca antes. ¿por qué es importante estudiar esta estrella y más específicamente, sus polos y su atmósfera?

Santiago Vargas: Las investigaciones en física solar llevan varios años profundizando en el estudio de nuestra estrella y develando innumerables interrogante sobre ella. Dentro de la nueva generación de misiones espaciales, la Solar Orbiter, planeada hace casi dos décadas, será la primera que pueda tener una visión nueva del Sol, al ser capaz de observar sus polos. Estas regiones nunca antes han sido examinadas debido a que nos encontramos girando alrededor del Sol en un plano desde el cual lo vemos lateralmente, denominado plano de la eclíptica. Para lograrlo, la nave equipada con sensores y detectores deberá salir del plano de la eclíptica, y lograr la tan anhelada visión privilegiada de estas regiones en donde se espera encontrar algunas claves de la generación del campo magnético en el Sol. Sus mediciones permitirán también entender mejor algunos de los procesos que ocurren en la atmósfera solar y en la burbuja generada por el viento solar y su campo magnético que encierra a todo el sistema solar, la heliósfera.

Mi canal 4.0 ¿La nave puede llegar directamente a la superficie del sol o a qué distancia estará la nave del sol?

S. V: Solar Orbiter viajará en dirección al Sol, hasta llegar a una distancia de 40 millones de kilómetros, más cerca de lo que se encuentra el planeta Mercurio. A esa distancia se encontrara en la capa de la atmósfera solar que se denomina la corona, expuesta a temperatura de unos 600 grados centígrados, bajo extremos niveles de radiación.

Mi canal 4.0: Una de las razones de la misión es investigar por qué las radiaciones del sol interfieren en la meteorología espacial y cómo estas radiaciones pueden afectar a la tierra, desde su experiencia, ¿cómo puede afectar a la tierra, a los seres vivos, la actividad del sol y si esas actividades los científicos las podrían llegar a controlar, de ser así, que tipo de tecnología habría que inventar para lograrlo?

S. V: El Sol es el principal actor en lo que se conoce como el clima espacial. Las condiciones físicas y actividad solar tienen impacto sobre el medio interplanetario en el que nos encontramos también nosotros. Estos fenómenos pueden representar un riesgo sobre la tecnología desarrollada por los seres humanos, y de la cual, ahora dependemos profundamente para infinidad de labores en nuestra vida cotidiana. Los satélites en particular, están directamente expuestos a partículas energéticas que son lanzadas por el Sol en potentes estornudos de material. Durante las etapas más activas del ciclo solar, que tiene una duración aproximada de 11 años, los fenómenos explosivos en la atmósfera solar son más frecuentes, y el riesgo aumenta. Entre las consecuencias de estas emisiones están la formación de auroras, que no tienen consecuencias negativas, pero visibilizan el efecto de la llegada de partículas del Sol.

En 1859 tuvo lugar el más potente de estos eventos, el Evento Carrington, que produjo aurora en lugares tan inusuales como Colombia, y causo en varias ciudades del mundo la caída de redes de telégrafo, en ese momento el medio de comunicación más moderno. Uno de los objetivos de las investigaciones en física solar, es ser capaces de predecir algún día el comportamiento del Sol y anticiparnos a la generación de estos fenómenos de actividad solar que posteriormente pueden causar tormenta geomagnéticas y afectarnos directamente. De esta manera podremos proteger, no solamente a los satélites, sino también a los astronautas en misiones espaciales que están expuestos a tales eventos.

Mi canal 4.0: ¿Por qué antes no se había hecho una misión similar?

S. V: Las misiones para estudiar el Sol han ido progresando de la mano con los avances tecnológicos. La estación espacial Skylab a comienzos de la década de los 70, ya contaba con un telescopio solar en luz visible, ultravioleta y rayos X, teniendo una observación excepcional del Sol, fuera de la atmósfera terrestre que afecta las imágenes registradas. En las décadas posteriores nuevas misiones siguieron mejorando sus capacidades para observar con más detalle las características de la superficie y atmósfera solar, y ya en el nuevo milenio, se lanzaron sofisticados telescopios (Rhessi, Stereo, Hinode, Solar Dynamics Observatory,  con los cuales hemos podido seguir la evolución solar día tras día y descubrir muchos detalles de su comportamiento. Las nuevas misiones solares, son parte de la última generación de telescopios con nuevas y fascinantes capacidades. La misión Solar Parker, lanzada a finales del 2018, ya se encuentra orbitando el Sol a una distancia cercana, pero con Solar Orbiter se complementa el estudio de la estrella y en particular de sus regiones polares. Estas dos, sumadas al nuevo telescopio solar más grande del mundo ubicado en Hawaii, el Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), que ya vio su primera luz, nos darán piezas fundamentales para seguir completando el rompecabezas del entendimiento de lo que ocurre en el Sol.  Una de las preguntas que aun buscan respuesta tiene que ver con explicar la alta temperatura de la estrella en la corona solar, que supera en más de un millón de grados la temperatura de su superficie, denominada  fotósfera.

Mi canal 4.0: ¿En qué beneficia o de que manera beneficia, una misión como Solar Orbiter a la humanidad y especialmente a Colombia?

S. V: Las misiones espaciales traen consigo desarrollos y avances que no solamente benefician las investigaciones concretas en un área. Gran parte de tales adelantos tienen aportes directos e indirectos en tecnologías que tienen aplicación en sectores industriales y que tarde o temprano pueden beneficiar otros aspectos de la sociedad. En Solar Orbiter hay desarrollos en materiales para proteger a la nave de la inclemencia de las condiciones a esas distancias tan cercanas al Sol. Pero una de las mayores implicaciones esta directamente relacionada con entender muchos procesos en el Sol que afectan las condiciones del ambiente espacial, y su relación con la Tierra. De poder entender tales condiciones depende incluso que podamos adentrarnos a explorar otras regiones del sistema solar.

Colombia, como país que busca mejorar sus condiciones sociales y de desarrollo económico, debe tener presente que el involucrarse activamente en los temas del espacio representa uno de los motores que han permitido avances importantes en los países con mayor desarrollo. Hay proyectos para estudios de clima espacial en los cuales Colombia esta incursionando para ser parte activa de redes de colaboración internacional, y el interés por la astrofísica solar ha aumentado significativamente en la última década. Solar Orbiter abrirá también un campo de acción para el análisis de datos que puede ser desarrollado por estudiantes durante su formación en investigación.

Mi canal 4.0: ¿Hay algún colombiano dentro de esta misión?

S.V: Hay varios colombianos haciendo investigaciones en astrofísica solar que han trabajado con equipos de investigación punteros en la comunidad científica en varias de la misiones que he comentado anteriormente. Personalmente he tenido la posibilidad de estar de alguna manera involucrado en algunos aspectos de la misión Solar Orbiter, desde mis estudios de doctorado en el Instituto de Astrofísica de Canarias, cuando se comenzaron a desarrollar reuniones de planificación de varios de los aspectos más importantes del diseño de la misión. Recuerdo en el 2006 que asistí a una de los primeros congresos de este tema, realizado en Atenas, en donde se discutían los intereses científicos de la misión, que involucra a múltiples institutos y centros de investigación en varias partes del mundo. Ahora, como parte del Grupo de Astrofísica Solar de la Universidad Nacional de Colombia, he sido colaborador externo dentro del proyecto de Solar Orbiter con la Universidad de Valencia, que es una de las instituciones españolas involucradas en el desarrollo del instrumento que permitirá medir el campo magnético en la superficie solar.

Mi canal 4.0: Se estima que en dos años esté llegando la misión al Sol, ¿por qué tarda tanto?

S. V: La distancia que nos separa del Sol es de 150 millones de kilómetros, lo que equivale a darle casi 4000 vueltas a la Tierra. Sumado a ello, el viaje no es en línea recta porque entonces la nave pasaría de largo, cuando lo que se quiere es ponerla a dar vueltas alrededor del Sol. Esto hace que se requiera de una compleja serie de órbitas, alteradas por maniobras de asistencia gravitatoria, esa decir tirones del planeta Venus, y otro más alrededor de la Tierra, para cambiar la trayectoria de la nave y dirigirla hacia las regiones interiores del sistema solar.

Mi canal 4.0 ¿De qué tipo de herramientas o instrumentos está equipada la nave?

S. V: La misión Solar Orbiter viene equipada con cerca de 200 kilogramos de sofisticados instrumentos para conseguir lograr su objetivos científicos. Un total de 10 instrumentos científicos, de los cuales 4 registran datos in situ en la vecindad de la nave, y otros seis realizan observaciones del Sol de forma remota. Entre ellos hay detectores de partículas para medir la condiciones del ambiente en la corona solar, el viento solar y un magnetógrafo que mediría los campos magnéticos locales alrededor de la nave. Tiene sensores y analizadores de ondas de radio y plasma, y un instrumento para realizar medidas del todo el disco solar del campo magnético en la superficie del Sol. Un espectrómetro y telescopio de rayos X permitirá estudiar la emisión de este tipo de luz solar. Con un coronografo se podrá eclipsar artificialmente al Sol para poder estudiar la emisión más débil de la corona solar sin deslumbrarse con el intenso brillo del disco del Sol. Dos paneles solares alimentaran a los instrumentos de la carga útil de la nave.

Mi canal 4.0: ¿Cuál es el tamaño del sol? se estima que cabe 1.3 millones planetas como la tierra

S.V: El radio del Sol es de casi un 1.400.000 de kilómetros, el equivalente a colocar 109 planetas Tierra en fila,  y más de tres veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Su masa es más de 300.000 veces la de la Tierra y dentro de el cabe más de un millón de veces nuestro planeta.

Mi canal 4.0: ¿Por qué la actividad del sol puede llegar a dañar nuestra tecnología?

S.V: Los fenómenos explosivos que ocurren en el Sol, equivalentes a decenas de miles de bombas atómicas detonando al tiempo, envían un bombardeo de partículas cargadas con muchísima energía que, cuando llegan a la Tierra, tienen efectos sobre el campo magnético terrestre, la magnetosfera, y pueden alterarlo, causando tormentas geomagnéticas. Los satélites, instrumentos, e incluso astronautas en misiones, están expuestos a este bombardeo que genera pérdida de millones de dólares a empresas del sector espacial, y consecuencias sobre la sociedad que depende de la tecnología para infinidad de labores. Las tormentas generadas pueden interrumpir también redes eléctricas y de comunicación, y generar una especie de caos global.

Mi canal 4.0: ¿Cómo está hecha la nave Solar Orbiter para poder soportar casi 500 grados y altos niveles de radiación que emite el sol? ¿es posible que el hombre algún día pueda viajar hasta el sol? ¿qué condiciones se deberían cumplir en cuanto a la nave y el traje que deben llevar los astronautas?

S.V: Poder tener la temperatura controlada dentro de la nave para la correcta operación de sus instrumentos, fue uno de los puntos más importantes de la misión. Para controlar las altas temperaturas tiene radiadores que disipan el exceso de calor al espacio. Un escudo solar de casi 150 kilogramos hecho de titanio y con un compuesto que se fabrica a partir de huesos de animales en una especie de sandwich, protegerá a la nave de las altísimas temperaturas en sus momentos de mayor aproximación al Sol.Por el momento un viaje tripulado a esas regiones es imposible, hasta que no tengamos mas conocimiento sobre la condiciones a las cuales estarían expuestos seres humanos y como protegerlos. Es justamente lo que pretende la misión, poder entender los detalles de lo que sucede en el Sol a esas distancias y cuál es su comportamiento, lo que significará poder llevar a cabo futuras misiones de exploración humana a diversos lugares de sistema solar.

Mi canal 4.0: Cómo afecta la radiación del Sol a los astronautas, qué consecuencias trae para la salud humana?

S.V: Sin la protección de la atmósfera y el campo magnético de la Tierra estaríamos expuestos a la alta radiación solar, y probablemente la vida como la conocemos no hubiera podido desarrollarse. El Sol tiene emisión en varios tipos de luz, el llamado espectro electromagnético, emitiendo, aparte de la luz visible, en infrarrojo, ondas de radios, rayos X, ultravioleta. En particular esta última es detenida en gran parte por la atmósfera, y sin ese bloqueo, esta radiación podría ser nefasta para los seres humanos. Gran cantidad de órganos son afectados por la radiación ultravioleta, de alta energía. Las afectaciones sobre la piel son las más conocidas, produciendo alteraciones y trastornos que pueden desencadenar en melanoma y carcinomas, pero también tiene consecuencias en los ojos, produciendo cataratas e incluso ceguera, y en el debilitamiento del sistema inmunológico.

Mi canal 4.0: ¿Cuánto tiempo se tardaron los ingenieros que construyeron la nave para poder despegar, desde cuándo la comenzaron a construir?

S.V: Una misión se planea muchos años antes de poder ser lanzada. Primero se concibe la idea y se van organizando equipos de decenas o cientos de investigadores en diferentes centros de investigación en el mundo. Cada equipo tiene la tarea de desarrollar un instrumento en particular en sus laboratorios, y luego se integran todos en lo que será la misión que viaje al espacio. En el caso de Solar Orbiter, las etapas de diseño conceptual comenzaron al inicio del nuevo milenio, y ya entrada la segunda década se empezaron a fabricar los instrumentos. La parte final incluye pruebas de verificación de cada uno de ellos, y de su desempeño en conjunto. El lanzamiento de Solar Orbiter se aplazó en varias oportunidades, debido a retraso en el desarrollo de algunos instrumentos.  Finalmente el 10 de febrero de este año tuvo lugar el exitoso lanzamiento desde Cabo Cañaveral en la Florida, a bordo de un cohete Atlas V de la Nasa.

Mi canal 4.0: ¿ Cuál es la velocidad de la nave?

S.V: Dependiendo del lugar donde se encuentre en su trayectoria alrededor del Sol, a veces más cerca y otras más lejos, su velocidad es diferente, pero el valor máximo que alcanzará es de unos 245.000 km/h.

Estudiando el Sol, podremos entender mejor sus conexiones con todo el entorno planetario y su influencia sobre la Tierra. Entre más conozcamos al Sol, más profundizaremos en aspectos sobre nuestra propia existencia y el futuro de nuestra civilización que cada vez más depende de lo que pasa en el espacio.

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