El Sol ha sostenido la vida en la Tierra durante miles de millones de años; en la historia de la humanidad ha sido la base de teologías y mitos, pero aún no comprendemos cómo funciona.

La heliofísica estudia al Sol y sus efectos sobre el espacio, la Tierra y otros planetas. Es importante para la exploración en nuestro sistema solar y más allá.

Los astrónomos han observado a la estrella más cercana en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, con telescopios desde la Tierra y el espacio, diseñados para soportar el resplandor ardiente de su abrasadora superficie.

Ninguno ha estado lo suficientemente cerca para estudiarlo bien, hasta la madrugada del domingo 12 de agosto, cuando despegó la sonda solar Parker desde Cabo Cañaveral, Florida.

Viajará a través de la atmósfera del Sol, una región que la humanidad nunca ha explorado, enfrentando condiciones de calor y radiación brutales.

Lleva el nombre del astrofísico Eugene Newman Parker, de 91 años, profesor emérito del Departamento de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Chicago. Es la primera vez que la NASA nombra una nave espacial en honor a una persona viva y el destacado científico presenció, emocionado, el lanzamiento.

En la década de los 50, Parker planteó nuevas teorías cómo emiten energía las estrellas, incluido nuestro Sol. Predijo la existencia del viento solar y la forma que tendría el campo magnético del Sol en el sistema solar exterior, hoy conocida como espiral de Parker.

El viento solar se extiende hacia el borde del sistema solar; es relativamente débil cuando está cerca de la estrella y se convierte en una irrupción de energía y materia más rápida que el sonido, que navega por el espacio a millones de kilómetros por hora.

Parker exploró uno de los grandes misterios de la astronomía: por qué la corona solar es más caliente que la superficie del Sol. Aunque tiene una densidad más baja que la fotósfera, la parte visible del Sol, su temperatura es miles de veces mayor.

En 1987, propuso que la elevadísima temperatura de la corona solar puede ser producida por fulguraciones solares en miniatura. Los científicos esperan que la misión ayude a resolverlo.

La misión Parker intentará entender qué provoca la aceleración del viento solar y por qué es tan rápido; el estudio del fenómeno ayudará a comprender cómo afecta a la magnetósfera terrestre y cómo protegernos contra el clima espacial; esto podría ayudar a experimentos de fusión nuclear.

También estudiará las tormentas que a veces se producen en la superficie del Sol y lanzan grandes masas de material hacia el espacio; denominadas eyecciones de masa coronal, se desprenden durante los períodos de máxima actividad solar.

Al chocar contra la Tierra producen hermosas auroras, pero también son peligrosas para los astronautas y pueden afectar a los satélites, desestabilizar los sistemas de comunicación y afectar las redes eléctricas en la Tierra.

El interés es poder anticipar o predecir estas erupciones, con objeto de proteger satélites y dispositivos sensibles a la radiación en nuestro planeta.

La resolución de estos misterios implicará que la sonda realice múltiples viajes por la corona solar, la porción de su atmósfera superior cuya temperatura es de millones de grados Celsius.

La sonda solar Parker, del tamaño de un automóvil pequeño, está equipada con cuatro conjuntos de instrumentos y se alimenta, por supuesto, de energía solar. Será la nave que más se acerque al Sol, pero está preparada para sobrevivir y no derretirse.

La nave espacial y los instrumentos estarán protegidos del calor del Sol por un escudo térmico de 12 centímetros de espesor, que soportará temperaturas exteriores de más de 1 400º Celsius. Está compuesto por varias capas de fibra y espuma de carbono. Es tan eficaz, que la parte trasera se mantendrá a unos 30 grados.

La mayoría de los instrumentos se encuentran en el cuerpo principal de la nave espacial y están bien cubiertos por la sombra que proporciona el escudo de 72 kilogramos, pero algunos sobresaldrán para recopilar datos cruciales sobre los campos magnéticos, la radiación, las partículas y la energía.

Adentrarse en ese reino sofocante no es una hazaña simple, y con el tiempo, la sonda solar Parker alcanzará una velocidad que ninguna otra nave espacial ha alcanzado. Volará sobre la superficie del Sol a casi 700 000 kilómetros por hora, tan rápido que llegaría de Washington DC a Tokio en menos de un minuto.

La sonda solar Parker viaja con destino al Sol, pero tardará siete años en alcanzar su órbita definitiva. Es mucho más difícil llegar al Sol que a los planetas exteriores y hace falta 55 veces más energía para llegar a nuestra estrella que a Marte, por ejemplo.

La velocidad con la que la Tierra gira alrededor del Sol es de unos 110 000 kilómetros por hora. Sirve para que nuestro planeta no se precipite contra la estrella y para lanzar algo hacia el exterior del sistema solar; solo hay que aumentar su velocidad un poco respecto a la que ya tiene por estar en órbita alrededor de la Tierra.

Al ir hacia el Sol, esa velocidad hace que cualquier cosa que intentemos lanzar falle, porque desvía la trayectoria. De no contrarrestarla, la Parker iría hacia el Sol, acelerando cada vez más conforme su gravedad tirara de ella, para entrar en una órbita elíptica por años, como un comenta.

Esto haría que estuviera demasiado tiempo en el espacio alejada del Sol, sin poder usar sus instrumentos para estudiarlo, lo que haría que gran parte de su vida útil se gastara sin hacer nada.

Reducir esos 110 000 kilómetros por hora de velocidad no es nada fácil. La NASA lanzó Parker con un Delta IV Heavy, uno de los cohetes más potentes que existen, de tres etapas, con una capacidad de carga muy superior a los 700 kilos que pesa la sonda y el primero usado para lanzar una misión científica.

La primera y segunda etapas se encargaron de ponerla en órbita y la tercera, que se usa en raras ocasiones, se encargó de frenarla para que el Sol empiece a atraerla, pero rumbo a Venus.

El truco es que Venus se encargará de eliminar la velocidad extra de la sonda en siete maniobras de asistencia gravitacional que, a diferencia de lo habitual, van a frenar a la pequeña nave espacial.

El primer encuentro con nuestro vecino se producirá el próximo 28 de septiembre y la pondrá en una órbita con un periodo de 150 días, que alcanzará su primer perihelio o punto más cercano al Sol en noviembre.

El segundo será en 2019, el tercero en 2020, el cuarto y el quinto en 2021, el sexto en 2023 y el séptimo y final el 2 de noviembre de 2024, que dejará la órbita con un periodo de 88 días y una distancia mínima al Sol de tan solo unos seis millones de kilómetros.

Tras la maniobra de frenado en torno a Venus, alcanzará una velocidad de unos 700 000 kilómetros por hora en el perihelio; será el objeto más rápido que hayamos lanzado jamás y el que más se haya acercado al Sol, de manera controlada.

Todo esto es posible porque la temperatura no es calor. La temperatura es una medida de la energía de un sistema y el calor es la transferencia de energía.

Aunque la corona solar está a una temperatura de dos millones de grados Celsius, es poco densa, por lo que la sonda solar Parker va a chocar con pocas partículas que puedan transmitirle calor. Es como si usted metiera la mano en un horno a 300º Celsius: mientras no toque nada, puede tenerla ahí un rato sin quemarse.

Si todo sale bien, la misión durará al menos siete años. Cuando llegue el momento de despedir a la sonda solar Parker, la nave espacial comenzará a rotar y las partes que no fueron diseñadas para estar en contacto con todo el entorno solar se derretirán. Con el tiempo, sus fragmentos se fusionarán con el Sol.

Para el astrónomo y escritor Phil Plait: “La verdadera razón por la cual esta misión es posible es por las personas. Los humanos querían saber más, los humanos vieron la necesidad, los humanos diseñaron el hardware, el cohete, la electrónica, los detectores, los mecanismos. Los humanos encontraron un misterio y quisieron resolverlo.”

Investigación y guión: Conti González Báez

 

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