Hay algunos lugares en el sistema solar a los que ningún ser humano irá jamás. La superficie de Venus, con su atmósfera espesa y su presión aplastante, es prácticamente inaccesible. Los mundos exteriores, como Plutón, son demasiado remotos para considerarlos actualmente como algo que no sea una exploración robótica. Y el sol, nuestra brillante bola ardiente de hidrógeno y helio, está demasiado caluroso y tumultuoso para que los astronautas se acerquen. En nuestro lugar, un intrépido explorador robótico, la sonda solar Parker, ha estado realizando una serie de caídas dramáticas hacia nuestra estrellaacercándose más que cualquier nave espacial antes para desbloquear sus secretos. Ahora está a punto de realizar sus pasadas finales y más cercanas, deslizándose hacia el interior de la atmósfera solar como nunca antes.
“Es un gran momento”, dice Yanping Guo, diseñador de misiones espaciales en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (JHUAPL) en Maryland. “A lo largo de 60 años de exploración espacial, el sol ha sido el destino más difícil de alcanzar”.
En Nochebuena, el 24 de diciembre, Parker volará a sólo 6,1 millones de kilómetros sobre la superficie del sol, o 9,86 radios solares desde el centro del sol, diez veces más cerca de lo que Mercurio orbita la estrella y el primero de tres de estos sobrevuelos extremadamente cercanos. Lo hará a una asombrosa velocidad de 690.000 kilómetros por hora, más rápido que cualquier nave espacial en la historia (aunque todavía alcanzará sólo el 0,064 por ciento de la velocidad de la luz). Durante su sobrevuelo, Parker se moverá lo suficientemente rápido como para viajar de Londres a París en menos de dos segundos; su velocidad será tan grande que efectos relativistas como dilatacion del tiempo y arrastre de marco pueden registrarse en los instrumentos de la nave espacial.
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La nave espacial volará a través de la atmósfera del sol, su corona, donde algunos de Las preguntas más importantes sobre nuestra estrella. Quedan muchos interrogantes, incluido por qué la corona es mucho más caliente que la superficie solar y cómo se acelera el viento solar. Mientras que otras naves espaciales han estudiado el sol antes, sólo Parker se ha acercado tanto. “No hay precedentes”, afirma Thomas Zurbuchen, exadministrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. “Es verdaderamente una misión exploratoria”.
Fue Zurbuchen quien dio nombre a la nave espacial, en honor a el fallecido físico solar estadounidense Eugene Parkerquien en los años 50 predijo la existencia del viento solar. la mision lanzado en 2018la culminación de décadas de estudio sobre cómo “tocar” el sol. Acercarse a nuestra estrella es sorprendentemente difícil, porque para caer hacia ella es necesario “matar la velocidad orbital de la Tierra”, dice Ralph McNutt, científico jefe del departamento espacial de JHUAPL. Los científicos habían pensado durante mucho tiempo que la mejor manera de hacerlo era volar a Júpiter y luego utilizar la atracción gravitacional del gigante gaseoso para sumergirse hacia el sol. Una misión así nos acercaría mucho, a sólo cuatro radios solares de distancia, pero a costa de ser extremadamente difícil y consumir mucho tiempo, proporcionándonos tal vez sólo uno o dos pases cercanos al Sol con un período orbital de casi cinco años.
En 2007, Guo propuso en cambio que múltiples sobrevuelos de Venus podría usarse para acercar una nave espacial a una proximidad similar, aunque un poco más remota, pero con el beneficio adicional de docenas de pases durante varios años con un período orbital de poco menos de tres meses. “El requisito era estar lo suficientemente cerca para tomar muestras dentro de la corona solar”, dice Guo. “Descubrí que te vendrían bien siete sobrevuelos de Venus”. El último de esos sobrevuelos se produjo el 6 de noviembre, cuando la nave espacial descendió en picado a 387 km sobre la superficie de Venus. Desde entonces, ha seguido su trayectoria que lo acercará más al Sol que cualquiera de sus 21 pasadas anteriores en los últimos seis años; su último sobrevuelo solar en septiembre fue a aproximadamente un millón de kilómetros, o 10,4 radios solares, más lejos.
Parker lleva cuatro instrumentos para estudiar el sol. Esto incluye una cámara para tomar imágenes de nuestra estrella y sus alrededores, una herramienta que mide los campos eléctricos y magnéticos y otras dos para investigar las partículas solares y el plasma que bañan la nave espacial. En el transcurso de la misión hasta el momento, Parker ha ayudó a descubrir que los campos magnéticos en la superficie del sol podrían impulsar calor hacia la corona y ha encontrado más partículas provenientes del sol de lo esperado. Estos resultados se deben en gran parte a la exitosa perforación y paso de Parker a través de la corona solar, que ocurrió por primera vez en abril de 2021.
Estos últimos sobrevuelos llevarán la nave espacial a zonas más profundas de la corona, aunque por debajo de un umbral supersónico en las proximidades de cuatro radios solares, donde se cree que el viento solar alcanza la velocidad del sonido. Incluso desde la vista comparativamente remota de Parker, a unos 10 radios solares, los científicos esperan aprender más sobre el viento solar, específicamente qué causa la diferencia entre su velocidad “rápida” (hasta 800 km por segundo) y “lenta” (hasta 300 km). por segundo) variedades. “Creemos que los vientos rápidos provienen de los agujeros coronales, y los vientos lentos podrían provenir de los límites de estos agujeros”, dice Steph Yardley, científica solar de la Universidad de Northumbria en Inglaterra. “Pero es algo que todavía estamos debatiendo”. Este proceso también puede decirnos más sobre cómo clima espacial se produce en la Tierra a medida que el viento solar viaja hacia nuestro planeta. “Cuanto más nos acercamos a esa región fuente de partículas que crea el clima espacial, más aprendemos”, dice Joseph Westlake, director de la división de heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la sede de la NASA en Washington, DC.
También existe la esperanza de que Parker pase volando cerca del sol durante una erupción. El sol se encuentra ahora en su llamado máximo solarun período de máxima agitación en El ciclo de actividad de 11 años de nuestra estrella.. Esto aumenta las posibilidades de que se produzcan erupciones fortuitamente programadas que bañen la nave espacial, algo que ha sucedido al menos una ocasión anterior. “Esperamos reunir más de estos eventos muy cerca del Sol”, dice Nour Rawafi, astrofísico y científico del proyecto Parker en JHUAPL, “porque necesitamos comprender cómo eventos como las llamaradas y las eyecciones de masa coronal aceleran las partículas para velocidades relativistas”. Parker también puede encontrar una zona libre de polvo, una supuesta región cercana al Sol donde los escombros que se desplazan hacia el interior desde alrededor del sistema solar “se vaporizan”, dice John Wirzburger, ingeniero de sistemas de Parker en JHUAPL. “Hemos visto indicios de eso a medida que nos acercábamos más y más”.
Esta vez la acción comienza el 20 de diciembre, cuando la nave espacial alcance 0,25 veces la distancia Tierra-sol, unos 37 millones de kilómetros o 53 radios solares del sol. Aquí, en preparación para su inmersión, la nave espacial enviará primero un breve tono de baliza a la Tierra, confirmando su buena salud. Para sobrevivir al estrecho paso y las intensas condiciones que siguen, Parker debe ocultar la mayor parte de su hardware detrás de un escudo térmico compuesto de carbono. Este escudo térmico es tan eficaz que, a pesar de que las temperaturas alcanzan unos 1.000 grados Celsius, los instrumentos de la nave espacial detrás de él permanecen “básicamente a temperatura ambiente”, dice Wirzburger.
El posicionamiento de la nave espacial y su escudo térmico, y el deseo de maximizar el retorno de datos, significa que la nave espacial no puede comunicarse con la Tierra durante este paso. Vuela de forma totalmente autónoma, cambiando su posición ligeramente para seguir el movimiento del sol, manteniendo el escudo térmico apuntado con precisión en la dirección de la estrella para producir una sombra en forma de cono que abarca por completo sus preciosos instrumentos. La única otra parte de Parker que verá el sol durante el sobrevuelo será una pequeña porción de paneles solares, escondidos en los costados de la nave espacial, para generar energía a partir del inmenso resplandor de nuestra estrella.
Todo el encuentro con el sol durará aproximadamente una semana, y la nave espacial alcanzará su punto más cercano en Nochebuena alrededor de las 6:40 a. m. EST. Si pudiera sobrevivir aquí y evitar la ceguera instantánea causada por la abrumadora luz del sol (500 veces más intensa que la vista desde la Tierra), nuestra estrella aparecería ante su vista como un inmenso disco 22 veces más grande que la luna llena en el cielo de nuestro planeta. “Llenaría una gran parte del espacio frente a ti”, dice Rawafi. La cámara de Parker, apuntada hacia un lado, observará rastros de partículas que fluyen a través de la corona circundante, mientras sus otros instrumentos recopilan datos vitales. pero que exactamente Verán, nadie lo sabe. “Realmente no lo sabemos”, dice Zurbuchen.
El equipo no sabrá si el sobrevuelo ha sido exitoso hasta el 27 de diciembre, cuando la nave espacial alcance los 35 radios solares en su camino de regreso y emita otro tono de baliza de regreso a casa para anunciar su supervivencia. Luego, el equipo se preparará para recibir los invaluables datos de la nave espacial a partir del día de Año Nuevo, que llegarán en las próximas semanas y meses. En marzo, Parker lo hará todo de nuevo cuando pase cerca del sol una vez más, antes de otro paso cercano final en junio. La atracción gravitacional del lejano Júpiter hará que estos dos sobrevuelos posteriores técnicamente se acerquen ligeramente al Sol: unos 100 km más cerca cada uno, un mero error de redondeo en la distancia de varios millones de kilómetros entre Parker y nuestra estrella. En términos prácticos, el sobrevuelo de Nochebuena será lo más cerca del sol que llegue Parker.
La conclusión de estos encuentros cercanos también pondrá fin a la misión principal de la nave espacial, pero luego podría extenderse. Parker podría, por ejemplo, permanecer en su órbita actual para monitorear los efectos del máximo solar menguante. “Sería sorprendente observar esta disminución”, dice Westlake, porque se predice que en este período ocurrirán muchos grandes eventos solares. La nave espacial también podría comenzar a moverse hacia una órbita más inclinada con el combustible restante, saliendo del plano de la eclíptica donde la mayoría de los planetas giran para obtener una vista ligeramente diferente del Sol y mirar hacia sus regiones polares, aunque a un costo considerable de volar. un poco más lejos. “Queremos permanecer muy cerca del sol”, dice Rawafi.
Pase lo que pase con la misión, los datos que recopile Parker se estudiarán durante años. “Esto es lo más cerca que ha estado la humanidad de una estrella”, dice Westlake, un récord que es poco probable que se supere en el futuro previsible.