El 11 de agosto La NASA planea lanzar la primera nave espacial de la Tierra para aventurarse dentro de las órbitas de Venus y Mercurio para tocar el borde mismo de la corona de fuego del sol.

Equipado con instrumentos diseñados y construidos en la Universidad de California, Berkeley, Parker Solar Probe logrará un objetivo con el que los científicos espaciales han soñado durante décadas:acercarse lo suficiente al sol para aprender cómo la superficie turbulenta que vemos desde la Tierra vierte su energía en la corona y la calienta a casi 2 millones de grados Fahrenheit. engendrando el viento solar que continuamente bombardea nuestro planeta.

"Esta es una pieza de la ciencia de la heliofísica que todos queríamos durante mucho tiempo, desde la década de 1950, "dijo Stuart Bale, un profesor de física de UC Berkeley, ex director del Laboratorio de Ciencias Espaciales del campus y uno de los cuatro investigadores principales de los instrumentos a bordo de la misión. "Para mí personalmente, He estado trabajando en la sonda desde que fue aprobada en 2010, pero realmente pasé gran parte de mi carrera preparándome para ello ".

La sonda solar viajará más rápido que cualquier nave espacial en la historia, en su apogeo alcanzando 430, 000 millas por hora, y serán sólo cuatro y medio diámetros solares, o 3.8 millones de millas, sobre la superficie solar en su aproximación más cercana al sol alrededor de 2024. La sonda está equipada con un escudo térmico para proteger sus sensores del calor del sol, que podría llegar a 2, 500 grados Fahrenheit, casi lo suficientemente caliente como para derretir el acero.

A esta distancia la sonda solar estará dentro de una región donde los electrones y los átomos ionizados, en su mayoría iones de hidrógeno, o protones, e iones de helio, llamadas partículas alfa - son aceleradas y disparadas hacia los planetas a gran velocidad.

Cuando estos iones, llamado viento solar, golpear la tierra interactúan con los campos magnéticos de la Tierra y generan las luces del norte y del sur, así como tormentas en la atmósfera más externa que interfieren con las comunicaciones por radio y las operaciones de los satélites. Acelerado a velocidades más altas, las llamadas partículas "energéticas solares" pueden representar un peligro para los astronautas.

Los científicos aún no saben cómo se aceleran los iones del viento solar, o por qué los iones y electrones de la corona están mucho más calientes, alrededor de 1,7 millones de grados Fahrenheit, que la superficie del sol, que es un 10 relativamente bueno, 000 grados Fahrenheit. La sonda solar Parker podría responder esas preguntas, y ayudar a los científicos de la Tierra a pronosticar las grandes erupciones del sol que representan el mayor peligro para nuestras naves espaciales y sistemas de comunicaciones.

Sigue los campos magnéticos

LOS CAMPOS, un conjunto de instrumentos construidos en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de UC Berkeley, es uno de los cuatro paquetes de instrumentos a bordo de la sonda. Con la ayuda de una pluma de seis pies que se proyecta en la dirección en que se mueve la nave espacial, medirá los campos eléctricos y magnéticos en la corona, que les dirá a los científicos la energía total que sale del sol.

Estas mediciones probarán una teoría de cómo el sol calienta la corona:moviendo las líneas del campo magnético. El fuerte campo magnético del sol se extiende hacia el espacio, pero las líneas del campo magnético están ancladas en regiones de la superficie que se mueven constantemente debido a la convección debajo, como agua hirviendo. El movimiento constante de la base de las líneas del campo magnético crea ondas que viajan hacia afuera a lo largo de las líneas, al igual que sacudir el extremo de una cuerda larga envía ondas al otro extremo. De alguna manera, estas llamadas ondas de Alfvén aceleran las partículas a altas velocidades y las arrojan al espacio.

"Si el modelo impulsado por olas es correcto, entonces creo que nuestras medidas serán las medidas fundamentales en la misión, "Dijo Bale.

La otra teoría popular es que pequeñas llamaradas llamadas nanoflares en toda la superficie del sol producen campos magnéticos que se cruzan, reconectar y lanzar bucles desconectados de campo magnético al espacio, acelerando los iones junto con él. Esto fue propuesto por primera vez en 1987 por Eugene Parker, de quien se nombra la sonda solar. Ahora 91, Parker predijo la existencia y nombró al viento solar en la década de 1950.

Las antenas de radio del paquete FIELDS buscarán ondas de radio creadas por nanoflares, que aún no se han detectado, mientras otro paquete de instrumentos, SWEAP (Electrones Alfas y Protones del Viento Solar), registrará la velocidad de los electrones del viento solar, protones y partículas alfa mientras pasan zumbando por la sonda. La correlación de la actividad de nanoflare o microflare con el flujo de partículas que fluyen desde el sol podría confirmar la teoría de la reconexión magnética. SWEAP está dirigido por la Universidad de Michigan y el Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, aunque gran parte del instrumento fue diseñado y construido en el Laboratorio de Ciencias Espaciales en UC Berkeley.

Otros dos paquetes de instrumentos estarán a bordo de la sonda. WISPR, el generador de imágenes de campo amplio para la sonda solar Parker, fue construido en el Laboratorio de Investigación Naval y capturará imágenes de luz visible de la corona solar directamente en frente de la sonda en órbita. ISʘIS (pronunciado E-sis) - abreviatura de Investigación científica integrada del sol, e incluyendo ʘ, el símbolo del sol, en sus siglas - está dirigido por la Universidad de Princeton y medirá la energía y la identidad de los electrones e iones energizados, incluidos iones más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, para descubrir cómo a veces se aceleran hasta casi la velocidad de la luz cerca del sol.

Juntos, estos instrumentos deberían poder registrar la aceleración del viento solar de subsónico a supersónico y el nacimiento de las partículas solares de mayor energía.

"La física del plasma es muy difícil de estudiar en el laboratorio, "dijo Bale, que se centra en el papel de los campos magnéticos y el plasma ionizado en el espacio, en particular alrededor de estrellas como el sol. "Colocar una nave espacial en el plasma caliente lo convierte en un laboratorio ideal".

Dando vueltas alrededor de Venus

Esta sonda es la oportunidad de su vida para Bale. Aunque su equipo desplegará brazos y probará las funciones de los instrumentos un día después del lanzamiento, la mayoría de los instrumentos se apagarán y no comenzarán a tomar medidas reales de la corona hasta que la sonda alcance su primer acercamiento cercano al sol en noviembre.

Después de un bucle alrededor de Venus para reducir la velocidad, la sonda se acercará más al sol que cualquier nave espacial, una distancia desde el centro del sol igual a 36 veces el radio del sol (36 radios solares). Venus orbita a 155 radios solares y Mercurio a 83 radios solares.

Durante los próximos seis años, la sonda girará alrededor de Venus seis veces más, trabajando gradualmente hasta aproximadamente 9,8 radios solares desde el centro del sol. Allí, estará bien dentro de la corona, en cuyo borde exterior las partículas superan la velocidad del sonido:la velocidad de Alfvén, que son aproximadamente 200 millas por segundo, y ya no llaman hogar al sol.

"El objetivo de la misión es entrar en esa región de transición, así nos metemos en la corona real donde el fluir es subAlfvénic, ", Dijo Bale." Creemos que el límite está en unos 15 radios solares, por lo que probablemente no comenzaremos a alcanzarlo hasta el 2021 ".

Una vez dentro de la corona, la sonda puede ver las líneas ondulantes del campo magnético, o las olas de Alfvén, rebotando de un lado a otro entre la superficie del sol y el borde de la corona, una cascada turbulenta que puede ser el circuito de retroalimentación que acelera las partículas a las altas velocidades que se ven en el viento solar.

"A principios de diciembre, Cuento con tener ese primer paso de datos a 35 radios solares, y estoy seguro de que será revolucionario. Habrá cosas nuevas y geniales allí, por lo que sabemos sobre misiones anteriores, "Dijo Bale.

Durante sus siete años de vida de la misión, la sonda se sumergirá en la atmósfera interior del sol 24 veces. Como parte de los esfuerzos de divulgación de la NASA, más de 1,1 millones de personas enviaron sus nombres para que se registraran en una tarjeta de memoria que acompañará a la nave espacial alrededor del sol.

El lanzamiento de la sonda está programado para las primeras horas del sábado, 11 de agosto desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, a bordo de un cohete United Launch Alliance Delta IV Heavy con una etapa superior para impulsarlo fuera de la órbita terrestre hacia Venus.