Tecnología española para observar el Sol de cerca

La misión Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA) presenta varias características extraordinarias: a diferencia de la mayoría de los vehículos espaciales, que se sitúan en órbita en torno a la Tierra, Solar Orbiter girará en torno al Sol en una órbita con una distancia mínima al astro similar a la de Mercurio, lo que le proveerá de una perspectiva única y le permitirá observar los polos del Sol.

Además, sus instrumentos tomarán medidas locales y remotas, lo que aportará la primera visión completa tanto de la física solar como de la heliosférica. El instrumento SO/PHI, coliderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), es el mayor y quizá el más complejo a bordo de la nave.

La misión, cuyo lanzamiento está previsto para julio de 2017, trazará cinco órbitas en torno al Sol en dos años y medio. "La mecánica orbital que acercará la nave a las proximidades del Sol es compleja y bellísima: se basa en sucesivas asistencias gravitatorias de la Tierra y Venus, e irá elevando el plano orbital de modo que podamos acceder a las latitudes altas del Sol y obtener la primera vista de calidad del campo magnético de los polos", apunta José Carlos del Toro Iniesta, astrónomo del IAA y coinvestigador principal del instrumento SO/PHI, en un comunicado del IAA-CSIC.

SO/PHI: el campo magnético al detalle

El objetivo del instrumento SO/PHI reside en la realización de un cartografiado preciso del campo magnético solar, responsable de prácticamente todos los fenómenos que observamos en el Sol, como las manchas, las tormentas solares o el viento solar (un flujo continuo de partículas eléctricamente cargadas que emanan del Sol y viajan por el espacio interplanetario). SO/PHI medirá también la velocidad del plasma en la fotosfera, la capa más interna de la atmósfera del Sol, y origen del viento solar.

SO/PHI es heredero del instrumento IMaX, diseñado en España para la misión SUNRISE, y constituye el instrumento más pesado y que más energía consume de Solar Orbiter (treinta kilogramos y treinta vatios). El instrumento, que incluye dos telescopios, se ha diseñado para la toma de imágenes, la polarimetría y la espectroscopía. "Hará todo lo que se puede hacer en astronomía con la luz", destaca Del Toro.

SO/PHI resulta además singular porque, en lugar de enviar los datos originales, hará la ciencia a bordo: un dispositivo diseñado en el IAA-CSIC, con una velocidad equivalente a unos cincuenta ordenadores trabajando en paralelo, convertirá esas medidas en mapas de las magnitudes físicas solares; las primeras se destruirán para liberar memoria y los segundos se enviarán a tierra.

"Nunca un instrumento espacial ha trabajado así" -apunta Jose Carlos del Toro Iniesta (IAA-CSIC)-. Se trata de un riesgo que no se quiere asumir, pero era el único modo. La distancia a la que se hallará la nave reduce el envío de datos a un mega por día, y hay que distribuirlo entre los diez instrumentos. En los periodos de observación SO/PHI generará unos trescientos veinte gigas por minuto, de modo que la única forma de hacer viable el instrumento consistía en analizar la información en vuelo".

SO/PHI está siendo desarrollado por un consorcio internacional (45% Alemania, 40% España, 10% Francia y el resto otros países). La coordinación la parte española se lleva a cabo desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), y participan también el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y las universidades de Valencia, de Barcelona y la Politécnica de Madrid.

Aportaciones científicas de Solar Orbiter

La misión Solar Orbiter se aleja de sus predecesoras porque acometerá el estudio conjunto de la física solar y del medio interplanetario: observará cómo influye el Sol en su entorno y cuál es el origen de esa influencia.

La misión seguirá una órbita elíptica en torno al Sol y en la ventana de máximo acercamiento corrotará con él, lo que permitirá una comprensión sin igual de las estructuras solares al combinar gran resolución y continuidad temporal.

Además, proporcionará la primera visión de calidad del campo magnético polar, fundamental para entender el cambio de polaridad magnética que tiene lugar en el Sol cada once años y cuyo funcionamiento se desconoce. Finalmente, la misión empleará la técnica de la heliosismología para conocer qué ocurre en el interior del Sol.