SUNRISE: un nuevo proyecto internacional para vigilar al Sol

A finales de 2009, si todas las operaciones previas continúan según lo previsto, se realizará un vuelo científico en el Polo Norte, cuya misión es obtener imágenes de la superficie solar con altísima resolución. SUNRISE cuenta con un telescopio de un metro de diámetro que volará desde el polo dentro del programa Long Duration Ballon (LBD) de la NASA.

El vuelo se llevará a cabo a una altura de 40 kilómetros sobre la superficie y en el correspondiente verano polar, es decir, con una observación constante ya que no existen en ese período ni noches ni ocultaciones, condiciones estas que simulan las circunstancias de contemplación desde el espacio. La abertura del telescopio permite alcanzar resoluciones espaciales que nunca antes se habían logrado desde tierra. El magnetógrafo obtendrá dos millones de imágenes en 15 días.

El magnetismo solar es el responsable de lo que conocemos como actividad solar, junto con sus consecuencias en el medio ambiente espacial a través de fenómenos bruscos de liberación de energía. Igualmente es el causante de la variabilidad de la irradiancia solar, esencialmente en el rango ultravioleta del espectro, con sus conocidos efectos sobre la capa de ozono de la Tierra y los posibles efectos climáticos asociados.

Consorcio IMaX y contribución del IDR-UPM

Esta colaboración europea está liderada por el Max Plank für Sonnesystemforschung (MPS, Alemania) y cuenta también con la participación de institutos estadounidenses. Los españoles se encargan de la construcción del instrumento Imaging Magnetograph eXperiment (IMaX), con la unión del Instituto de Astrofísica de Canarias (Tenerife), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (Granada), el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (Madrid) y el Grupo de Astronomía y Ciencias del Espacio (Valencia).

A ellos se ha adherido el Instituto de Microgravedad Ignacio da Riva (IDR-UPM) de la Universidad Politécnica de Madrid , ya que durante el desarrollo del proyecto se detectó la necesidad de llevar a cabo un diseño térmico, consecuencia del aumento de los requisitos de disipación de energía eléctrica.

A la cabeza del equipo se encuentra Isabel Pérez Grande, profesora de Termodinámica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos de la Universidad Politécnica de Madrid y responsable del subproyecto IDR-UPM, que consiste en el control térmico de la estructura PFI (Post Focus Instrumentation) y del rack de equipos electrónicos de dicha estructura, así como el control térmico a nivel de sistemas de SUNRISE, esto es, la coordinación del diseño térmico global hasta el momento del vuelo científico.

La contribución del IDR-UPM es fundamental ya que sin la definición de los requerimientos térmicos la misión no podría desarrollarse correctamente. El ambiente que va a rodear la carga útil de SUNRISE durante la misión es sensiblemente parecido al ambiente espacial que rodea a un instrumento embarcado en un vehículo espacial genérico: evacuación del calor realizada básicamente por radiación.

Conforman el equipo de investigación junto a Isabel Pérez Grande, Ángel Sanz Andrés, que participa en la ingeniería de sistemas; José Meseguer Ruiz, que se encarga de la gestión del subproyecto y Gustavo Alonso Rodrigo que tiene asignadas tareas de diseño térmico y asesoría estructural de la ingeniería de sistemas.

“Trabajar en un proyecto como éste, multidisciplinar y de carácter internacional es una experiencia muy enriquecedora, que permite a nuestro grupo participar en el desarrollo de tecnología punta en este campo, así como abrirnos puertas a futuros proyectos”, sostiene Isabel Pérez, quien en nombre del grupo, transmite el afán y empeño puesto en esta investigación.

El control térmico ha constado de varias fases. Primero se ha analizado el concepto del proyecto desde el punto de vista térmico para realizar un análisis de viabilidad. Y a continuación se efectúan los diseños preliminar y detallado para formular un modelo térmico matemático para cada uno de los equipos que integran SUNRISE.

El resultado es una configuración térmica (disposición de equipos, geometría, propiedades termo-ópticas de las superficies, acoplamientos conductivos, etc.) que garantiza que todos los equipos se encuentran en un ambiente térmico adecuado, que se mantienen los niveles de temperatura en los intervalos de funcionamiento. Es decir, que todo funciona dentro de los valores establecidos y los requisitos térmicos exigidos.

En octubre del pasado año se celebró un vuelo de prueba en Nuevo Méjico para comprobar los principales sistemas de la misión, incluida la validación del modelo térmico.

Aspiraciones de tomar parte en Solar Orbiter

SUNRISE es una misión en globo, escenario en pruebas de lo que será la misión de satélite Solar Orbiter, un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA), previsto para 2014. Las instituciones españolas que se han unido para el proyecto SUNRISE gozan de un gran reconocimiento en sus respectivas materias a nivel internacional y quieren aprovechar su experiencia, completada con SUNRISE, para aspirar a formar parte de una previsible participación española en Solar Orbiter. Este proyecto es de máxima relevancia y visibilidad, y permite estudiar la evolución superficial de los campos magnéticos y sus efectos de calentamiento de las capas externas. Con ello, nuestra comprensión de la dinamo solar aumentará notablemente.