Las eyecciones de masa coronal (también conocidas como erupciones solares) son algo muy peligroso. Cada vez que el Sol emite una explosión de estas partículas cargadas, puede causar estragos en los sistemas eléctricos, aviones y satélites aquí en la Tierra. Peor aún es el daño que puede infligir a los astronautas estacionados a bordo de la ISS, que no tienen la protección de la atmósfera de la Tierra. Como tal, es obvio por qué los científicos quieren poder predecir mejor estos eventos.
Por esta razón, el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Laboratorio Charles Stark Draper, una organización de ingeniería sin fines de lucro con sede en Cambridge, Massachusetts, están trabajando para desarrollar sensores especializados para la nave espacial solar propuesta por la NASA. Lanzada en 2018, esta nave espacial volará a la atmósfera del Sol y "tocará" la cara del Sol para aprender más sobre su comportamiento.
Esta nave espacial, conocida como Solar Probe Plus (SPP), está siendo diseñada y construida actualmente por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. Una vez que se lance, el SPP utilizará siete sobrevuelos de Venus durante casi siete años para reducir gradualmente su órbita alrededor del Sol. Durante este tiempo, llevará a cabo 24 sobrevuelos del Sol y pasará a la atmósfera superior (corona) del Sol, pasando a 6,4 millones de kilómetros (4 millones de millas) de su superficie.
A esta distancia, habrá viajado 37,6 millones de kilómetros (23,36 millones de millas) más cerca del Sol que cualquier nave espacial de la historia. Al mismo tiempo, establecerá un nuevo récord para el objeto en movimiento más rápido jamás construido por los seres humanos: viajar a velocidades de hasta 200 km / s (124,27 mi / s). Y por último, pero no menos importante, estará expuesto al calor y la radiación que ninguna nave espacial ha enfrentado nunca, lo que incluirá temperaturas superiores a 1371 ° C (2500 ° F).
Como Seamus Tuohy, Director de la Oficina del Programa de Sistemas Espaciales en Draper, dijo en un comunicado de prensa de CfA:
"Tal misión requeriría una nave espacial e instrumentación capaz de resistir extremos de radiación, viajes de alta velocidad y la dura condición solar, y ese es el tipo de programa profundamente familiar para Draper y el Observatorio Astrofísico Smithsoniano".
Además de ser una novedad histórica, esta sonda proporcionará nuevos datos sobre la actividad solar y ayudará a los científicos a desarrollar formas de pronosticar los principales eventos del clima espacial, que impactan la vida en la Tierra. Esto es especialmente importante en una época en que las personas dependen cada vez más de la tecnología que puede verse afectada negativamente por las erupciones solares, que van desde aviones y satélites hasta electrodomésticos y dispositivos eléctricos.
Según un estudio reciente de la Academia Nacional de Ciencias, se estima que un gran evento solar en la actualidad podría causar dos billones de dólares en daños solo en los EE. UU., Y lugares como la costa este quedarían sin electricidad durante un año. Sin electricidad para proporcionar calefacción, servicios públicos, luz y aire acondicionado, el número de muertos por dicho evento sería significativo.
Como tal, el desarrollo de sistemas de advertencia avanzados que puedan predecir de manera confiable cuándo se producirá una eyección de masa coronal no es solo una cuestión de prevenir daños, sino de salvar vidas. Como dijo Justin C. Kasper, investigador principal del Observatorio Astrofísico Smithsoniano y profesor de ciencias espaciales en la Universidad de Michigan:
“[Además] de responder preguntas científicas fundamentales, la intención es comprender mejor los riesgos que el clima espacial representa para los sistemas modernos de comunicación, aviación y energía en los que todos confiamos. Muchos de los sistemas de los que dependemos en el mundo moderno (nuestras telecomunicaciones, GPS, satélites y redes eléctricas) podrían verse interrumpidos durante un período prolongado si ocurriera una gran tormenta solar hoy. Solar Probe Plus nos ayudará a predecir y gestionar el impacto del clima espacial en la sociedad ".
Para este fin, el SPP tiene tres objetivos científicos principales. Primero, buscará rastrear el flujo de energía que calienta y acelera la corona solar y el viento solar. En segundo lugar, sus investigadores intentarán determinar la estructura y la dinámica del plasma y los campos magnéticos como la fuente del viento solar. Y por último, explorará los mecanismos que aceleran y transportan partículas energéticas, específicamente electrones, protones e iones de helio.
Para hacer esto, el SPP estará equipado con un conjunto avanzado de instrumentos. Uno de los más importantes es el construido por el Observatorio Astrofísico Smithsoniano con el soporte técnico de Draper. Conocido como la Copa Faraday, y el nombre de los famosos científicos electromagnéticos Michael Faraday, este dispositivo será operado por SAO y la Universidad de Michigan en Ann Arbor.
Diseñada para resistir la interferencia de la radiación electromagnética, la Farady Cup medirá la velocidad y la dirección de las partículas cargadas del Sol, y estará solo a dos posiciones fuera del protector solar protector del SPP, otro componente crucial. Con un grosor de 11.43 cm (4.5 pulgadas), este escudo de composición de carbono asegurará que la sonda pueda soportar las condiciones extremas mientras conduce sus muchos sobrevuelos a través de la corona del Sol.
Naturalmente, la misión presenta varios desafíos, uno de los cuales será capturar datos mientras se opera en un entorno extremo y mientras se viaja a velocidades extremas. Pero la recompensa seguramente valdrá la pena. Durante años, los astrónomos han estudiado el Sol, pero nunca desde el interior de la atmósfera del Sol.
Al volar a través del lugar de nacimiento de las partículas solares de mayor energía, el SPP está listo para avanzar en nuestra comprensión del Sol y el origen y la evolución del viento solar. Este conocimiento no solo podría ayudarnos a evitar una catástrofe natural aquí en la Tierra, sino también a avanzar en nuestro objetivo a largo plazo de explorar (e incluso colonizar) el Sistema Solar.
