Una sonda de la NASA se ha convertido en la primera nave espacial en «tocar» el sol, viajando a una región donde la temperatura es de 2 millones de grados Fahrenheit.
La sonda solar Parker voló hacia la corona de la estrella, que es su atmósfera más externa, en abril. Sin embargo, a 6.5 millones de millas de la superficie del sol, eso es lo más cerca que se ha acercado al orbe ardiente, según la NASA.
Construir instrumentos que pudieran resistir el calor abrasador sin desintegrarse y continuar tomando medidas fue una hazaña de ingeniería. Entonces, ¿cómo lo hicieron sin convertir a Parker en Ícaro?
Los científicos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, fabricaron y supervisaron una de las dos herramientas expuestas en la nave espacial. Llamado Solar Probe Cup, el equipo se encuentra fuera del escudo térmico y atrapa parte del plasma solar.
Parker entró en la corona tres veces el 28 de abril, en un punto durante cinco horas, y tomó muestras de partículas y campos magnéticos. Los hallazgos del evento se publicaron la semana pasada en Physical Review Letters .
La taza se calentó tanto que resplandeció de color rojo anaranjado como un atizador de chimenea a 1.800 grados, dijo Anthony Case, el científico de instrumentos del centro. Esa es una temperatura a la par con la lava volcánica. Pero nunca alcanzó los millones de grados de su entorno.
La clave aquí es comprender la diferencia entre temperatura y calor, dijo Case. La temperatura mide qué tan rápido se mueven las partículas, mientras que el calor es la cantidad de energía que transfieren.
Un día de 100 grados se siente caliente en la piel de las personas porque muchas moléculas en el aire golpean rápidamente sus cuerpos, transfiriendo calor.
“Puedes sentir lo calientes, lo rápido que se mueven. Así es como sentimos la temperatura ”, dijo. “Pero en el espacio, hay muy, muy pocas partículas. Entonces, aunque es un millón de grados, hay miles de millones de veces, o probablemente miles de millones de miles de millones de veces, menos partículas de las que hay en el aire de la Tierra «.
El espacio vacío significa menos partículas alrededor para transferir energía y, por lo tanto, calor. Lo que realmente aumenta la temperatura de la taza es que se enfrenta a la luz del sol, que puede calentarla.
Para determinar de qué debería estar hecha la taza, los científicos limitaron sus opciones a una pequeña porción de la tabla periódica. El dispositivo está hecho de tungsteno, niobio, molibdeno y zafiro, materiales con altos puntos de fusión. El tungsteno, por ejemplo, puede tolerar hasta 6.192 grados.
Quiero ir el resto del camino a Disney World, y quiero ir a conocer a Mickey Mouse.
Durante ocho años, el equipo trabajó en el diseño de la taza. En una instalación en los Pirineos de Francia, los científicos usaron miles de espejos para reflejar la luz solar y enfocarla en un área pequeña para probar los materiales en condiciones de sobrecalentamiento.
Case recordó una prueba fallida durante ese período que involucraba un horno. Un metal enrollado alrededor de algunos objetos desapareció por completo después de la cocción.
“Todo lo que pudimos ver fue una sombra de este alambre retorcido donde se había evaporado y dejado una especie de depósito en el metal que estaba al lado”, dijo. «No hace falta decir que ya no usamos ese material».
Los científicos dicen que si la taza se calienta demasiado durante la misión, no se derretirá. Así como el hielo seco puede pasar de sólido a vapor, el dispositivo se vaporizaría cuando se exponga al vacío del espacio. Ese proceso natural se llama «sublimación».
«En realidad, básicamente desaparece», dijo Case.
Un escudo térmico de 4,5 pulgadas de grosor protege otros instrumentos y dispositivos electrónicos al mantener la nave espacial en la sombra a unos 85 grados, según la NASA. Los paneles solares que alimentan la sonda tienen un sistema de enfriamiento simple: aproximadamente un galón de agua desionizada bombeada que tiene un punto de ebullición más alto de lo normal.
La misión de Parker, que se lanzó en agosto de 2018, es aprender cómo funcionan el sol y la corona. Los científicos han estado estudiando el viento solar, los gases que fluyen del sol. Hasta ahora, la sonda ha revelado que al menos algunos zigzags magnéticos en el viento, conocidos como «curvas», provienen de la superficie del sol. Comprender los orígenes de las curvas y otros aspectos del viento solar podría ayudar a mantener más seguros a los astronautas, las naves espaciales y los satélites.
En este momento, los científicos no saben cómo pronosticar el «clima espacial», algo que puede interrumpir las redes eléctricas, las telecomunicaciones y los sistemas GPS. Estos eventos no ocurren con frecuencia, pero una erupción solar en marzo de 1989 provocó que todo Quebec, Canadá, experimentara un corte de energía de 12 horas. También bloqueó las señales de radio de Radio Free Europe.
Durante el sobrevuelo de abril, Parker alcanzó del 90 al 95% de la distancia de la Tierra a la estrella, y se espera que se acerque mucho más. El plan es llegar a 3.9 millones de millas de la superficie.
Michael Stevens, un astrofísico que ayuda a monitorear la copa, comparó el encuentro de primavera con conducir a Disney World, detenerse en el estacionamiento y luego regresar a la carretera: la breve visita no les dio a los científicos mucha información sobre los juegos.
Pero a medida que la sonda se acerca, Stevens, quien obtiene el primer vistazo a los datos de la taza, se considera a sí mismo el tipo que está al frente de la fila de Space Mountain.
«Quiero ir el resto del camino a Disney World, y quiero ir a conocer a Mickey Mouse», dijo. «Realmente estábamos a las puertas». (Mashable)