Estudiando al sol de cerca con Solar Probe Plus.

Solar Probe Plus.

En cuestión de misiones espaciales podemos encontrar ideas y propuestas de todo tipo, desde viajes a los asteroides cercanos hasta los lejanos cuerpos del cinturón de Kuiper. Claro encontrar la financiación de las mismas es mucho más difícil, por lo que las propuestas deben competir por los escasos recursos disponibles para la exploración espacial. Pero lo que no podemos negar es que algunas prometen una autentica revolución científica y tecnológica que las hace resaltar del resto. En esta entrada hablaremos de una de las más significativas la sonda "Solar Probe Plus".

Sonda Solar Probe Plus en órbita terrestre.

La Solar Probe Plus (Sonda Solar Plus) será una misión extraordinaria e histórica, la exploración de la que es, posiblemente, la última región del sistema solar que no ha sido visitada por una nave espacial, Hablamos de la atmósfera exterior del Sol ,también llamada corona que se extiende hacia el espacio. 

Solar Probe Plus aproximándose al sol.

Solar Probe Plus sobrevolará repetidamente al sol ingresando en su corona, examinando por primera vez el ambiente en las cercanías de nuestra estrella. Revolucionará nuestro conocimiento y comprensión de los mecanismos de calentamiento de la corona y del origen y la evolución del viento solar, además de responder a las preguntas críticas en heliofísica que han sido clasificadas como prioritarias por décadas. 

Sonda solar desplegando sus paneles solares.

El objetivo principal de la misión es entender de una vez por todas los mecanismos de transferencia energética entré la superficie visible del Sol (fotosfera) y la corona, mecanismos causantes de que la temperatura de esta última sea mucho más elevada (2000000 K frente a 6000 K). 

Por otra parte, al hacer mediciones directas "in situ" de la región, donde algunas de las más peligrosas partículas energéticas solares emergen, la sonda podrá realizar una contribución fundamental a nuestra capacidad para caracterizar y predecir la radiación ambiental producida por el sol, lo que tendrá repercusiones en los futuros exploradores tanto robóticos como humanos.

En un principio se planteo que la sonda se acerca al sol a una distancia de solo 2 millones de kilómetros (!!!), pero para hacerlo la nave tendría que ir equipada con un gran escudo de carbono-carbono de 2,7 metros de diámetro de forma cónica. En la base de este cono iría instalado un escudo térmico secundario y a la sombra de ambos estará la sonda propiamente dicha. 

Diseño original de la Solar Probe Plus, notese que la sonda no utilizaba paneles solares sino generadores teroelectricos de radioisótopos. 

Unos de los problemas de este diseño fue que al pasar tan cerca del sol no podría utilizar paneles solares para producir electricidad (quedarían destruidos) por lo que la alternativa sería utilizar generadores termoeléctricos de radioisótopos RTG. Tambien se utilizaría un sobrevuelo de Júpiter para alcanzar al sol.

Diseño original de la sonda.

Diseño original de la sonda.

Debido a la alta complejidad se decidió rediseñar la sonda, Según la nueva versión la nave tendrá una masa de 481 kg y despegaría en 2015. Realizaría su primer perihelio a una distancia de 35 radios solares tres meses después del lanzamiento, aunque el primer perihelio cercano se efectuaría a 9,5 radios solares (6,6 millones de km) en octubre de 2021. Esta versión de la misión podrá emplear paneles solares, por lo cual iría equipada con dos juegos de los mismos.El escudo térmico será de una composición similar al diseño original solo que más simple.

Órbitas previstas a ser realizadas por la Solar Probe Plus.

Durante su misión, la Solar Probe Plus, llevaría a cabo 24 sobrevuelos cercanos al sol en un periodo de casi 7 años, de los cuales un total de 19 se realizarán a distancias menores a 20 radios solares. En lugar de Júpiter, esta sonda utilizará la gravedad del planeta Venus para ir reduciendo su perihelio.

La Solar Probe Plus sobrevolando Venus.

Los instrumentos científicos que volarían con la Solar Probe Plus son los siguientes:

1. FIA (Fast Ion Analyzer): detector de protones y partículas alfa (50 eV - 20 keV), un campo de visión de 10º y una resolución temporal de 0,1 s en 2D y 3 s en 3D.
2. FAST (Fast Electron Analyzer): detector de electrones (1 eV - 5 keV) con la misma resolución temporal que el FIA.
3. ICA (Ion Composition Analyzer): detector de iones (100 eV/Q - 60 keV/Q) de helio, carbono, oxígeno, magnesio, silicio y hierro. 10 s de resolución temporal para He/O y 60 s para iones pesados.
4. EPI (Energy Particle Instrument): detector de flujos de partículas energéticas: iones (0,02-100 MeV/nucleón) y electrones (0,03-3 MeV).
5. MAG (Magnetometer): magnetómetro (10 nT - 8 G) con 20 muestreos/segundo.
6. PWI (Plasma Wave Instrument): detector de ondas de plasma en dos canales (10 Hz - 10 MHz y 10 Hz - 80 kHz) con una resolución temporal de 5-30 s.
7. NGS (Neutron/Gamma-ray Spectrometer): espectrómetro de neutrones, rayos X duros y rayos gamma (0-20 MeV). 10 s de resolución temporal.
8. CD (Coronal Dust Detector): detector de flujo y espectro de masas del polvo interplanetario (partículas de 1 femtogramo-1 microgramo). 10-30 s de resolución temporal.
9. HI (Hemispheric Imager): cámara para obtener imágenes del disco solar (160º FOV) en el visible con una resolución temporal de 1-10 s.

Instrumentos de la sonda.

La sonda actualmente se encuentra en fase de diseño habiendo sido aprobada en julio del 2010, aunque su lanzamiento ha sido postergado al 2018. Sin embargo no se descarta su lanzamiento para el 2015 si se consigue el presupuesto necesario los suficientemente antes de esa fecha. Solar Probe Plus tendrá un coste estimado de 750 millones de dolares. Si finalmente sale adelante esta misión la humanidad habrá conseguido estudiar de cerca la atmósfera de una estrella.