Tecnología española en la misión Solar Orbiter

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, 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. La misión, cuyo lanzamiento está previsto para julio de 2017, trazará cinco órbitas en torno al Sol en dos años y medio. El instrumento SO/PHI, coliderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), será el mayor y uno de los más complejos de la nave.

Este instrumento 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 IAA, 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.

"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 Jose Carlos del Toro Iniesta, astrónomo del IAA y coinvestigador principal del instrumento SO/PHI.

El objetivo del instrumento 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 (IAA-CSIC).

Este instrumento 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".

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.