Solar Orbiter, misión espacial para responder a las preguntas que nos permitirán sobrevivir como especie

El 2020 será un año clave hacia un mayor conocimiento del Sol. En febrero del año que viene se lanzará una misión científica de la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la NASA, dentro de un amplio programa con varias misiones, cuyos objetivos van desde el conocimiento del Sol hasta investigar a gran escala la estructura del universo.

“La primera de esas misiones es Solar Orbiter para responder a las preguntas que todavía nos planteamos sobre el Sol y para las que nosotros como especie inteligente tenemos necesidad de respuesta si queremos sobrevivir”, explica Javier Rodríguez-Pacheco, investigador principal del instrumento EPD/Solar Orbiter, miembro del grupo de investigación SRG-UAH y catedrático de Astronomía y Astrofísica del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Alcalá.

“El Sol es quien gobierna la vida de este planeta y todo el clima, a pesar de que ahora se habla tanto del cambio climático, del calentamiento global por la actividad humana, dependemos de esta estrella. Una variación mínima hace que las temperaturas cambien en muchos grados”. Por eso, resalta la necesidad de la investigación que proporcionen “datos”.

No se trata de la primera misión solar. Existe un precedente, también iniciativa de la Agencia Espacial Europea y en la que la Universidad de Alcalá participó como agente co-investigador: la misión SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), una sonda espacial lanzada el 2 de diciembre de 1995 para estudiar el Sol. “Se diseñó para funcionar durante tres años y lleva activa desde entonces. Lleva 25 años en órbita, con un observatorio solar, y se mantiene porque nos hemos dado cuenta de su importancia”.

La diferencia entre SOHO y Solar Orbiter es que esta última es lo que el científico denomina una “misión de encuentro”, es decir, su acercamiento al Sol será mayor, tanto que se introducirá en la órbita de Mercurio, de tal forma que “estará incluso más cerca del Sol que el propio planeta”.

La misión “es la más completa en instrumentación” entre las relacionadas con el estudio del Sol. “Tiene una combinación de instrumentos de detección local y remota, lo que permitirá obtener respuestas a preguntas claves de la Heliofísica”

En total, son ya doce años de preparación del proyecto a los que habrá que sumar los siete de misión en el espacio. En 2022 está previsto llegar al destino, el interior de la órbita de Mercurio, la zona de máximo acercamiento al Sol. Será un proceso lento para ahorrar el máximo de combustible gracias a lo que los científicos denominan “asistencias gravitacionales”, por ejemplo, de Venus.  

Misión: estudiar las partículas más energéticas que emite el Sol

El Grupo de Investigación Space Research Group de la Universidad de Alcalá (miembro del consorcio internacional formado por España, Alemania y Estados Unidos) participa en el proyecto en varios aspectos. Uno de ellos ha sido el desarrollo de una “parte fundamental” de uno de los diez instrumentos de la misión Solar Orbiter. El Energetic Particle Detector (EPD) tendrá como objetivo “estudiar las radiaciones más ionizantes que emite el Sol hacia el espacio”.

Solemos considerar al Sol como una estrella que emite luz y calor, pero lo cierto es que también emite materia. El instrumento ideado por la Universidad de Alcalá estudiará esas partículas energéticas. “En concreto estudiaremos las más energéticas, las que más daño pueden hacer” y se espera comenzar a recibir los primeros datos en julio de 2020.

Por ejemplo, datos en torno a las tormentas solares que son procesos “muy violentos y energéticos” que generan partículas. Suelen ser protones y electrones que se mueven a velocidades altísimas. Cuando llegan a los sensores de una cámara la señal se convierte en un punto blanco, pero matiza Rodríguez-Pacheco, “si llegan a material biológico, lo dañan. Hablamos de las mismas partículas que uno puede encontrar en el interior de un reactor nuclear”.

Los investigadores de Alcalá han coordinado también la construcción del resto de piezas del instrumento que han sido integrados en Tres Cantos (Madrid) en colaboración con las empresas Sener y Crisa. Una vez ensamblado, fue enviado a la Agencia Espacial Europea en 2016 para su integración en la nave que llevará a cabo la misión.

Tras muchas pruebas en el centro de ensayos espaciales de IABG, empresa alemana con sede en Ottobrun (cerca de Múnich, Alemania), la nave está a punto de hacer su vuelo transatlántico a Cabo Cañaveral, en Florida (EEUU) desde donde se iniciará la misión en febrero de 2020.

¿Hacia una nueva Pequeña Edad del Hielo?: no hay datos suficientes

A corto plazo lo que más interesa a los científicos es saber qué influencia tendrá el astro en las actividades humanas y en el propio planeta. En términos de meteorología espacial, detalla, las tormentas solares pueden producir efectos en el entorno de la Tierra a corto plazo que “afectan a la actividad humana. Pueden poner en peligro nuestros satélites y afectar a los sistemas GPS”.

Después, el investigador destaca la importancia de conocer el ciclo solar. “Sus campos magnéticos aparecen y desaparecen. Eso se repite cada once años. En los últimos ciclos que hemos observado, vemos que esa actividad magnética es cada vez más débil. A día de hoy no sabemos si en unos años entrará en letargo o se recuperará”.

Se conocen algunos precedentes a lo largo de la Historia del proceso de letargo, cuando las manchas solares casi desaparecieron de la superficie del astro y que provocó la conocida como 'Pequeña Edad del Hielo' (Mínimo de Maunder), entre los siglos XVII y XVII. “Cuando el Sol baja su actividad magnética, baja la temperatura en la Tierra. Nos hacen falta datos para saber si se recuperará o no esa actividad”.

Para obtener esos datos, se requiere el estudio las regiones polares del Sol, muy difíciles de observar desde la Tierra. “Siempre lo hemos estudiado desde una posición cercana a la Tierra. Es como cuando miras a una persona de frente y te preguntas si tiene una calva en la coronilla. Solar Orbiter proporcionará datos que permitirán mejorar los modelos que tenemos”. Eso permitiría predecir “con años de antelación” el comportamiento del Sol y saber si se enfriará la temperatura de nuestro planeta o si por el contrario aumentará, añadiendo así un efecto extra al calentamiento que ya provoca el ser humano.

Rodríguez-Pacheco niega, sin embargo, que el Sol vaya a apagarse a corto plazo. “Es una estrella modesta, conocemos miles de millones como ella en nuestra galaxia y más o menos podemos predecir su evolución. Se apagará dentro de miles de millones de años, después de su fase como gigante roja”

Las expectativas de la misión son “altísimas” después del trabajo que viene realizando un grupo de más de 100 personas en la última década y con una elevada inversión. “Solo la plataforma, la nave, cuesta unos cinco Bales -se refiere al jugador del Real Madrid cuyo fichaje costó 100 millones de euros- y el EPD a nivel mundial calculo que ha costado entre 35 y 40 millones de euros de los que España habrá invertido unos diez”.

“Estamos ante un hito histórico: el de ser investigadores principales en un proyecto de la Agencia Espacial Europea. Se ha hecho un esfuerzo tremendo para llegar a puerto”. La contribución española a la misión Solar Orbiter ha sido financiada por la Agencia Estatal de Investigación (MCIU) y co-financiada por fondos FEDER.