La NASA planea visitar el Sol

Con un diseño mejorado, la nave Solar Probe Plus viajará hasta la corona del Sol para resolver dos grandes misterios.

Durante más de 400 años, los astrónomos han estudiado el Sol desde lejos. Pero ahora la NASA ha decidido viajar hasta allí.

"Visitaremos una estrella viva, que respira, por primera vez en la historia", dice la científica Lika Guhathakurta, de las oficinas centrales de la NASA. "Esta es una región inexplorada del sistema solar y hay muchas posibilidades de hacer grandes descubrimientos allí".

Concepto artístico de la nave Solar Probe Plus.

El nombre de la misión es Solar Probe+ (que se pronuncia "Solar Probe Plus" o Sonda Solar Plus, en idioma español). Es una nave espacial resistente al calor, que está diseñada para sumergirse a gran profundidad en la atmósfera del Sol, donde puede tomar muestras del viento solar y del magnetismo de manera directa. El lanzamiento de dicha nave podría producirse en el año 2015. Para cuando concluya la misión, 7 años después, quienes ahora la planean creen que Solar Probe+ habrá resuelto dos grandes misterios de la astrofísica y que realizará muchos descubrimientos más durante su viaje.

La sonda se encuentra aún en una etapa temprana de diseño, llamada "pre-fase A", en las oficinas centrales de la NASA, dice Guhathakurta. "Tenemos mucho trabajo que hacer, pero es muy emocionante".

El Laboratorio Johns Hopkins de Física Aplicada (Johns Hopkins' Applied Physics Lab o APL en idioma inglés) estará a cargo del diseño y de la construcción de la nave para la NASA. El APL ya tiene experiencia en enviar sondas hacia el Sol. La nave MESSENGER del APL completó su primer sobrevuelo del planeta Mercurio, en enero de 2008, y muchas de las tecnologías de resistencia al calor usadas para tal proyecto fortificarán a la nave Solar Probe+. (Nota: la misión se llama "Solar Probe (Sonda Solar) plus" porque se basa en un diseño previo del APL, hecho en el año 2005, llamado Solar Probe).

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En su máximo acercamiento, la nave Solar Probe+ estará a 7 millones de kilómetros o 9 radios solares de distancia del Sol. Allí, el escudo de protección contra el calor hecho de un compuesto de carbono deberá soportar temperaturas superiores a los 1.400^o C y deberá sobrevivir a estallidos de radiación jamás experimentados por ninguna otra sonda espacial. Naturalmente, la sonda funciona con la energía del Sol y obtendrá electricidad de paneles solares fríos que se pueden retraer y ubicar detrás del escudo de protección contra el calor cuando la luz del Sol se torna demasiado intensa. A una distancia tan cercana, el Sol se verá 23 veces más ancho de lo que se ve en el cielo desde la Tierra.

Los dos misterios que justifican esta misión son la alta temperatura de la corona solar y la desconcertante aceleración del viento solar:

Una vista simulada del Sol, que ilustra la trayectoria de la nave Solar Probe+ durante sus múltiples sobrevuelos a corta distancia del Sol.

Misterio #1 —La corona: si pudiésemos colocar un termómetro en la superficie del Sol, éste marcaría aproximadamente 6.000^o C. La intuición dice que la temperatura debería bajar conforme nos alejamos; en cambio, la temperatura se eleva. La atmósfera externa del Sol, la corona, registra temperaturas de más de un millón de grados centígrados, cientos de veces más caliente que la estrella, que está abajo. Esta elevada temperatura continúa siendo un misterio 60 años después de que se la midió por primera vez.

Misterio #2 —El viento solar: el Sol expele un viento caliente de partículas cargadas, que viaja a millones de kilómetros por hora a través del sistema solar. Los planetas, los cometas, los asteroides... todos lo sienten. Curiosamente, no hay viento solar propiamente organizado cerca de la superficie del Sol, aunque entre planetas exista un auténtico vendaval. En algún punto intermedio, algún agente desconocido imprime una gran velocidad al viento solar. La pregunta es ¿de qué se trata?.

"Para resolver estos misterios, la nave Solar Probe+ entrará a la corona solar", dice Guhathakurta. "Ahí es donde está la acción".

La carga útil de la sonda está compuesta principalmente por instrumentos diseñados para analizar el ambiente alrededor de la nave (por ejemplo, un magnetómetro, un sensor de ondas de plasma, un detector de polvo, analizadores de electrones e iones, etc.). "Las mediciones in situ nos dirán lo que necesitamos saber para revelar los misterios de la física del calentamiento de la corona y de la aceleración del viento solar", afirma Guhathakurta.

La rediseñada nave Solar Probe+.

El único instrumento de detección remota de la nave Solar Probe+ es el Hemispheric Imager (cámara de imagen hemisférica, en idioma español). Abreviado como "HI", este aparato es un telescopio que realizará imágenes tridimensionales de la corona solar, similares a las tomografías computarizadas (CAT, en idioma inglés). La técnica, llamada de hecho tomografía coronal, constituye un enfoque fundamentalmente nuevo respecto de la obtención de imágenes solares y esto solamente es posible porque la fotografía se realiza desde una plataforma móvil cercana al Sol, que viaja a través de nubes y corrientes coronales tomando imágenes de éstas mientras pasa cerca de ellas o las atraviesa.

Con un probable lanzamiento en el año 2015, Solar Probe+ comenzará su misión principal cerca del final del ciclo solar 24 y la terminará cerca del máximo del ciclo solar 25, predicho para 2022. Esto permitiría a la nave llevar a cabo un muestreo de la corona y del viento solar en muchas fases distintas del ciclo solar. También garantiza que Solar Probe+ soportará una buena cantidad de tormentas solares cerca del final de su misión. Aunque es peligroso, se llevará a cabo siguiendo un plan: los investigadores sospechan que muchas de las partículas más peligrosas producidas por las tormentas solares se energizan en la corona —justo donde la nave Solar Probe+ estará ubicada. La sonda podrá observar el proceso en acción y mostrar a los investigadores cómo realizar predicciones de eventos de Partículas Energéticas Solares (Solar Energetic Particles o SEP, en idioma inglés) que puedan amenazar la salud y la seguridad de los astronautas.

Las reiteradas zambullidas en la corona que realizará la nave Solar Probe+ se lograrán mediante sobrevuelos del planeta Venus. La nave se acercará a Venus siete veces en seis años para torcer su trayectoria y así sumergirse cada vez más profundamente en la atmósfera solar. Adicionalmente, aunque Venus no es el blanco principal de la misión, es probable que los astrónomos aprendan nuevas cosas sobre ese planeta cuando la sonda, repleta de instrumentos, realice su acercamiento.

"Solar Probe+ es una extraordinaria misión de exploración, de descubrimiento y de entendimiento profundo", dice Guhathakurta. "Estamos ansiosos por comenzar a trabajar en ella".

Fuente: Ciencia@NASA
Traductor al español: Carlos Román