NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

¡Comienza la misión al Sol! Parker Solar Probe despega exitosamente desde Cabo Cañaveral

12-08-2018

Cómo ser Parker Solar Probe y no achicharrarse en el intento

Por: Alejandra Almed

 

La NASA vuelve a hacer historia con la primera misión que estudiará al Sol. El domingo 12 de agosto, en punto de las 3:33 am EDT, la NASA lanzó la nave Parker Solar Probe (Sonda Solar Parker) desde la estación de la Fuerza Aérea Cabo Cañaveral en Florida, misma desde donde fue lanzada la histórica nave Apolo 11, que llevó al primer hombre a la Luna.

Se trata de la nave más rápida que se haya creado, alcanzará velocidades de hasta 692,000 km/h. para reducir gradualmente su órbita y acercarse a unos 6 millones de km del Sol, utilizará la gravedad de Venus durante 7 sobrevuelos en casi 7 años.

La misión Parker Solar Probe viajará a través de la atmósfera solar, mejor conocida como corona; más cerca del Sol de lo que cualquier nave espacial lo ha hecho. Enfrentará un calor inimaginable y condiciones de radiación muy fuertes para brindar a la humanidad las observaciones más cercanas de nuestra estrella.

El principal reto que enfrenta son las altas temperaturas, ya que tendrá que resistir alrededor de 1,400º Celsius. Es la primera nave espacial en toda la historia que se enfrenta a esta cantidad de radiación y a tales temperaturas. 

Uno de los principales misterios por resolver es justamente el origen de la fuente de calor que hace que la corona solar sea mucho más caliente que la propia superficie.

La corona solar es la capa más externa de la atmósfera del Sol, una fina capa de gases y plasma que no es visible a simple vista. A pesar de que podríamos pensar que conocemos todo acerca de ella, la realidad es que la corona representa un gran misterio para los científicos hoy en día.

La temperatura promedio del cuerpo solar es de 5,505º Celsius, mientras que la corona puede llegar a tener temperaturas de alrededor de 2 millones de grados.

Entonces ¿por qué la sonda no se achicharrará al sobrevolar la corona solar?

 La clave para mantenerse con vida es el escudo personalizado que ayudará a proteger la nave de la emisión del intenso calor y las radiaciones del Sol.

Alta temperatura, ¿bajo calor?

Para entender cómo funciona el escudo protector es importante, primero, entender la diferencia entre calor y temperatura. La temperatura no siempre se traduce en un nivel alto de calor. La medición de la temperatura depende del movimiento de las partículas (qué tan rápidas son); y el calor se mide por la cantidad total de energía que transfieren dichas partículas.

Es decir, si las partículas se mueven muy rápido el resultado es una muy alta temperatura, pero si las partículas son pocas, éstas no transferirán mucha energía por lo que resultará en un bajo calor. Como el espacio esta casi vacío hay muy pocas partículas moviéndose, por eso es que en el espacio hace frío.

La corona solar, a través de la que volará la sonda, tiene una temperatura extremadamente alta, o sea, las partículas se mueven extremadamente rápido; sin embargo, tiene muy baja densidad, es decir, no hay tantas partículas como se podría imaginar. La sonda espacial, por lo tanto, tiene que interactuar con menos partículas calientes, lo que significa que no recibirá tantísimo calor. 

Para entender mejor esto, imaginemos la diferencia de poner nuestra mano dentro de un horno caliente y ponerla dentro de una olla con agua hirviendo. En el horno, la mano podrá resistir un poco más de tiempo debido a que las partículas están más dispersas, pues al ser un espacio abierto las partículas calientes no se encuentran tan concentradas. Por el contrario, en el agua las partículas están muy concentradas (alta densidad), por lo que nuestra mano se quemaría enseguida.

La Parker Solar Probe estará viajando a través de la corona, que cómo mencionamos anteriormente, esta a unos 2 millones de grados, no obstante, el escudo protector de la nave no recibirá tanto calor y solo se calentará a unos 1,400 ºC. (Como si nuestra mano viajará en el horno caliente y no dentro del agua).

El escudo protector

Para comprender mejor la temperatura que tiene que resistir la Parker Solar Probe, la lava de un volcán puede estar entre 700 ºC y 1,200 ºC, por lo que 1,400 ºC todavía resulta muy caliente.

Para resistir esta temperatura la nave utilizará un escudo protector térmico, llamado Sistema de Protección Térmica (TPS, por sus siglas en inglés). Este escudo mide 2.4 m. de diámetro y tiene un espesor de 15.5 cm. Estos pocos centímetros de protección significan mucho, pues del otro lado, en el  cuerpo de la nave se sentirá una temperatura muy agradable de 30 ºC. 

El TPS fue diseñado por el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins. El escudo se basa en una tecnología de carbono-carbono, que utiliza un compuesto espumoso de carbono que está intercalado entre dos placas sólidas de carbono, lo que le dará, además de la resistencia, ligereza. El toque final será un poco de pintura cerámica blanca en la placa que mirará al sol, esto con el fin de reflejar la mayor cantidad de calor posible.

El escudo protector TPS ya ha sido probado para resistir hasta 1,650 ºC, así que esperemos que pueda manejar cualquier sorpresa que el Sol envíe y proteger de que no se chamusque casi toda la instrumentación que la sonda lleva a bordo.

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