La sonda deberá soportar temperaturas cercanas a 1.400 grados centígrados sin derretirse.
La sonda deberá soportar temperaturas cercanas a 1.400 grados centígrados sin derretirse. Foto: NASA/JOHN HOPKINS APL
07 ago 2018 , 05:26
Redacción
Es una de las misiones más ambiciosas de la NASA.
Este domingo* un cohete despegó desde Cabo Cañaveral con una carga muy especial: una sonda que buscará "tocar el Sol", según la NASA, llegando más cerca de nuestra estrella que ninguna misión anterior.
La Sonda Solar Parker, Parker Solar Probe en inglés, fue diseñada para soportar temperaturas cercanas a los 1.400 grados centígrados sin derretirse.
Los científicos esperan que la misión ayude a resolver uno de los grandes misterios de la astronomía: por qué la corona solar es más caliente que la superficie del Sol.
Un misterio de más de medio siglo
La misión lleva el nombre del físico estadounidense Eugene Parker, que en la década de los 50 planteó nuevas teorías sobre la forma en que las estrellas, incluido el Sol, despiden energía.
Parker llamó a esta "cascada de energía" viento solar y también especuló sobre el misterio de la corona solar.
La temperatura de la corona, una parte de la atmósfera solar, supera los dos millones de grados centígrados. Pero la superficie del Sol tiene una temperatura de unos 6.000 grados.
"La corona solar es la extensión formada de plasma que rodea el sol y otras estrellas", explicó a BBC Mundo Mario Pérez, científico de la División de Astrofísica de la NASA.
"La temperatura en la corona, que se ha medido a través de líneas de emisión de elementos altamente ionizados, indica que a pesar de tener una densidad muy baja comparada con la fotósfera, que es la parte visible del sol, tiene una temperatura unas 400 veces mayor de varios millones de grados Kelvin".
Además del enigma de la corona, la misión intentará resolver otros dos misterios: cómo nacen los vientos solares con sus partículas cargadas, y qué causa las grandes eyecciones de masa coronal o CME por sus siglas en inglés, que se desprenden del Sol durante períodos de máxima actividad solar y pueden afectar a los satélites y sistemas de comunicación en la Tierra.
"El Sol para transmitir su energía lo hace a través del viento solar, que es un flujo de partículas cargadas emitidas desde la corona solar", afirmó Pérez.
"Estas partículas forman un plasma con componentes tales como electrones, protones y partículas alfa o nucleones. En ocasiones y dependiendo del ciclo y actividad solar, esta liberación de plasma y magnetismo al espacio es significativa y se convierten en eyecciones notorias que son parte de erupciones solares de materia al espacio".
"El interés es poder anticipar o predecir estas erupciones con objeto de proteger satélites y dispositivos sensibles a la radiación en nuestra Tierra".
¿Por qué no se derrite?
Una vez que la sonda abandone la Tierra, hará una maniobra en torno a Venus para reducir su velocidad y aproximarse de manera controlada al Sol.
Está previsto que la sonda llegue a su primer punto de aproximación al Sol el 5 de noviembre y continúe aproximándose más y más a la estrella a lo largo de 25 órbitas durante siete años.
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El ingeniero Juan Felipe Ruiz, quien creció en Bogotá, es jefe adjunto del equipo de ingeniería mecánica de la Sonda Solar Parker.
La sonda se desplazará a una velocidad de 200km por segundo, convirtiéndose en el objeto más rápido creado por seres humanos.
En su último acercamiento, en 2025, la Sonda Solar Parker se encontrará a unos seis millones de km de la superficie del Sol.
¿Pero cómo es posible que la sonda no se derrita? Una clave está en la diferencia entre temperatura (cuan rápido se mueven las partículas) y calor (cuanta energía transfieren esas partículas).
"La Sonda Solar Parker va a volar adentro de la corona del Sol, la atmósfera del Sol, que tiene una temperatura en los millones de grados. Pero la atmósfera, en la parte del espacio donde volará la sonda, tiene una densidad muy baja", explicó a BBC Mundo el ingeniero Juan Felipe Ruiz, jefe adjunto del equipo de ingeniería mecánica de la Sonda Solar Parker.
"Entonces, aunque estemos volando dentro de una atmósfera de millones de grados, ese calor no le llega a la nave, no hay un mecanismo de transferencia de calor".
"El calor que sí tenemos que soportar y el gran desafío de ingeniería que hemos tenido que enfrentar para diseñar esta nave es el calor que llega de la radiación del Sol".
Escudo protector
Ruiz, quien nació en Estados Unidos de padres colombianos y creció en Bogotá, trabaja en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins, en Maryland, que diseñó y fabricó la sonda.
"Cuando la sonda llegue a la órbita final cerca del Sol, el calor será 500 veces el calor que nosotros experimentamos acá en la Tierra", afirmó el ingeniero.
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Los ingenieros del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins colocan el escudo protector sobre la sonda. El escudo está pintado de blanco para reflejar la luz del Sol.
"Para sobrevivir ese calor extremo, la sonda cuenta con un escudo térmicoprotector que mantendrá a los instrumentos de medición a apenas 30 grados centígrados".
"Es un desafío de materiales increíble, no solo crear algún material de escudo térmico que sobreviva esas temperaturas, sino diseñar un satélite que funcione con sus instrumentos dentro de la órbita".
El sistema de protección térmica tiene "paneles de carbón-carbón reforzado, un tipo de material composito altamente resistente a temperaturas altas, construido alrededor de espuma de carbón", explicó Ruiz a BBC Mundo.
"El panel superior del escudo tiene un acabado superficial blanco, que ayuda a reflejar parte de la radiación térmica solar. Durante la parte de la órbita más cercana al sol, la superficie superior del escudo llegará a más de 1300 grados Celsius, mientras el resto de la sonda es protegida y no excederá 30 grados Celsius".
La mayoría de los instrumentos y equipos de la nave están escondidos detrás del escudo térmico con la excepción de dos instrumentos. Uno de ellos es una "copa solar" que recoge partículas a altas temperaturas y que "estará expuesto al Sol completo, no tendrá ninguna protección".
"Para construir ese instrumento nos tocó diseñar con materiales exóticos. Por ejemplo, niobio es uno de los materiales que usamos mucho porque tiene un punto de fusión muy alto", de 2.480 grados.
"Hemos esperado 60 años"
"Hemos estudiado el Sol durante décadas y ahora finalmente podemos ir a donde está la acción", dijo en una conferencia de prensa Nicky Fox, una de las expertas del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins.
FUENTE DE LA IMAGEN,NASA/JOHNS HOPKINS APL/STEVE GRIBBEN
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Los paneles solares a ambos lados de la sonda pueden plegarse para protegerlos del calor extremo.
"Hemos estado esperando 60 años para que avanzara la tecnología que nos permitiera una misión tan arriesgada. Realmente llegaremos a donde no habíamos llegado jamás".
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Eugene Parker, de 91 años, profesor emérito de la Universidad de Chicago, visitó a los ingenieros del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins para ver la sonda que lleva su nombre.
Para Juan Felipe Ruiz, ser parte de la misión "es un gran honor".
"Yo de chiquito crecí fascinado con el espacio y esta es mi primera misión", señaló el ingeniero mecánico a BBC Mundo.
"Yo creo que la parte favorita para mí es que ésta es una misión de exploración y va a ir a una parte del Sistema Solar donde nunca hemos ido"
"Hay misterios del Sol que vamos a descubrir pero también van a salir preguntas nuevas con los datos que recogerá la nave".
"Esos datos van a revolucionar el entendimiento del Sol y yo creo que eso nos impulsa más como una especie humana".
* Este artículo se publicó el 7 de agosto y fue actualizado después de que la NASA hiciera el lanzamiento el domingo 12 de agosto.