Siete años y un escudo térmico para fotografiar por primera vez los desconocidos polos del Sol

Por primera vez una nave espacial mostrará imágenes de los polos norte y sur del Sol. Será gracias a la operación bautizada como Solar Orbiter, una colaboración entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA que tendrá su primera oportunidad de lanzamiento el próximo 8 de febrero a las 05:15 (hora peninsular española).

Esa es la fecha prevista para el despegue de la nave desde Cabo Cañaveral (EEUU) en un cohete Atlas V, que posteriormente utilizará la gravedad de Venus y la Tierra para salir así del plano eclíptico (la franja del espacio alineada aproximadamente con el ecuador del Sol, donde orbitan todos los planetas). Desde esa privilegiada posición podrá divisar estos polos desconocidos de nuestra estrella.

“Será terra incognita”, apunta Daniel Müller, científico de la ESA en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de Países Bajos. “Esta es realmente ciencia exploratoria”.

“Hasta ahora todos los instrumentos que captaban imágenes solares estaban dentro del plano eclíptico o muy cerca de él”, apunta Russell Howard, científico del Laboratorio de Investigación Naval en Washington e investigador principal de uno de los diez instrumentos del Solar Orbiter. “Ahora podremos mirar el Sol desde arriba”.

La única nave que anteriormente había sobrevolado los polos del Sol fue producto también de una misión conjunta de la ESA y la NASA. Lanzada en 1990, la sonda Ulysses pasó tres veces alrededor de nuestra estrella antes de su desmantelamiento en 2009. Sin embargo, en aquella ocasión Ulysses nunca se acercó más que la distancia de la Tierra al Sol, y solo llevó lo que se conoce como instrumentos in situ, capaces de medir el entorno espacial inmediatamente próximo a la nave espacial.

En esta ocasión, Solar Orbiter pasará dentro de la órbita de Mercurio llevando cuatro instrumentos in situ y seis cámaras con sensores remotos diseñadas para observar el Sol desde lejos. “Vamos a poder mapear lo que 'tocamos' in situ con los instrumentos y lo que 'vemos' de forma remota con los sensores”, destaca la española Teresa Nieves-Chinchilla, científica de la NASA en la misión.

Explicar observaciones centenarias

La importancia del éxito de esta nueva misión radica en la visión directa que esta va a permitir de nuestra estrella. Cuanto más inclinado es el ángulo de visión, más ruido hay en los datos, por lo que la visión lateral que obtenemos actualmente de los polos del Sol desde el plano eclíptico deja grandes lagunas en la información.

“Los polos son particularmente importantes para que podamos modelizar con mayor precisión”, explica Holly Gilbert, científica de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard. “Para pronosticar eventos del clima espacial, necesitamos un modelo bastante preciso del campo magnético global del Sol”, añade.

Los polos de nuestra estrella también pueden explicar observaciones centenarias. En 1843, el astrónomo alemán Samuel Heinrich Schwabe descubrió que la cantidad de manchas solares (manchas oscuras en la superficie del Sol que marcan fuertes campos magnéticos) aumenta y disminuye en un patrón repetitivo. Es lo que hoy se conoce como el ciclo solar, de aproximadamente 11 años, en el que el Sol cambia entre un máximo solar, cuando las manchas solares proliferan y está activo y turbulento, y el mínimo solar, cuando son menos y está más tranquilo.

“Pero no entendemos por qué son 11 años, o por qué algunos máximos solares son más fuertes que otros”, reconoce Gilbert. Observar los campos magnéticos cambiantes de los polos podría ofrecer una respuesta.

Una misión de siete años con escudo térmico

Durante los siete años de vida útil de la misión, Solar Orbiter alcanzará una inclinación de 24 grados sobre el ecuador del Sol, aumentando a 33 grados con tres años adicionales de operaciones de misión extendida. En la aproximación más cercana, la nave espacial pasará dentro de 26 millones de millas del Sol.

Para combatir el calor, Solar Orbiter tiene un escudo térmico de titaniodiseñado a medida con un recubrimiento de fosfato de calcio que resiste temperaturas superiores a 900 grados Fahrenheit (482ºC), 13 veces el calentamiento solar que soportan las naves que orbitan la Tierra. Cinco de los instrumentos que mirarán al Sol lo harán a través de mirillas abiertas en este escudo térmico, y uno registrará el viento solar desde un lado.

Solar Orbiter será la segunda misión principal de la NASA al sistema solar interno en los últimos años, tras el lanzamiento en agosto de 2018 de la sonda Solar Parker. Esta ya ha completado cuatro pases cercanos al Sol y llegará a tan 'solo' cuatro millones de millas en su aproximación más cercana.

Las dos naves trabajarán juntas: a medida que Parker muestrea partículas solares de cerca, Solar Orbiter capturará imágenes desde más lejos, contextualizando las observaciones. Las dos también se alinearán ocasionalmente para medir las mismas líneas de campo magnético o flujos de viento solar en diferentes momentos.