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Imágenes del Sol obtenidas por Solar Orbiter durante el primer perihelio cercano

18/05/2022

Imágenes del Sol obtenidas por Solar Orbiter durante el primer perihelio cercano

La Agencia Espacial Europea (ESA) acaba de presentar las observaciones realizadas por Solar Orbiter en marzo durante el primer perihelio cercano.

Solar Orbiter es una misión del Programa Científico de la ESA en colaboración con la NASA cuyo principal objetivo es comprender cómo el Sol crea y controla la heliosfera, además de aportar observaciones clave para desvelar los misterios de la dínamo solar. Gracias al diseño de la misión, SolO proporcionará observaciones nunca realizadas hasta la fecha tanto por cercanía al Sol a distancias inferiores a 0,3 unidades astronómicas durante su perihelio, es decir, a menos de 45 millones de kilómetros, un tercio aproximadamente de la distancia Sol-Tierra.

Solar Orbiter además estudiará en detalle los polos solares, gracias a su elevación sobre el plano de la eclíptica, que alcanzará un valor máximo de ~33º de latitud heliosférica en las últimas etapas de la misión (2029, durante su fase extendida).

Instrumentos de Solar Orbiter y participación española

La carga útil científica de Solar Orbiter comprende tanto instrumentos de detección remota de fenómenos solares como instrumentos de medida local, encargados éstos de medir las condiciones físicas del entorno por el que viaja la nave.

Instrumentación local:

- EPD: Energetic Particle Detector
- MAG: Magnetometer
- RPW: Radio and Plasma Waves
- SWA: Solar Wind Plasma Analyser

 

Instrumentos remota:

- EUI: Extreme Ultraviolet Imager
- METIS: Coronagraph
- PHI: Polarimetric and Helioseismic Imager
- SOLOHI: Heliospheric Imager
- SPICE: Spectral Imaging of the Coronal Environment
- STIX: X-ray Spectrometer/Telescope

De estos diez instrumentos, dos están liderados por científicos españoles: Javier Rodríguez-Pacheco es IP del instrumento EPD y Jose Carlos del Toro Iniesta es co-IP del instrumento PHI. Este hecho es un hito histórico en la participación española en la exploración científica del espacio.

Instrumento EPD y el Grupo de Investigación Espacial de Universidad de Alcalá

EPD se encarga de medir la energía, espectros y composición (incluso a nivel isotópico) de las partículas energéticas en un amplio rango de energías: desde las partículas supratermales con energías ligeramente superiores a la del viento solar, hasta varios cientos de MeV por nucleón.

Para ello EPD consta de varias unidades, cada una de ellas encargada de medir una población particular de partículas energéticas en un rango de energías determinado. Estas unidades son las siguientes: Suprathermal Electrons Protons (STEP), Suprathermal Ion Spectrograph (SIS), Electron Proton Telescope (EPT) y High Energy Telescope (HET).

Todas estas unidades están controladas por la Instrumento Control Unit (ICU que además se encarga de hacer de interfaz con la nave. En el desarrollo de este instrumento participan el Applied Physics Laboratory/Johns Hopkins University/ EEUU, la Universidad de Kiel en Alemania y el Grupo de Investigación Espacial de Universidad de Alcalá que es la sede que acoge al Investigador Principal. En el consorcio español que desarrolló este instrumento, también participaron el Instituto de Microgravedad Ignacio da Riva de la Universidad Politécnica de Madrid, así como empresas clave del sector espacial nacional como CRISA/AIRBUS y SENER/AEROESPACIAL.

Instrumento PHI: una variada contribución española

El instrumento SO/PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager, o Imaginador Polarimétrico y Helioseísmico) es un magnetógrafo solar diseñado para proporcionar mapas del vector campo magnético y de la velocidad del plasma solar a lo largo de la línea de visión, mediante la interpretación de medidas espectropolarimétricas en cinco longitudes de onda a lo largo de la línea de Fe I a 617.3 nm más otra de su continuo adyacente.

Como tal espectropolarímetro, el instrumento debe obtener imágenes, analizar la polarización de la luz y del espectro, a fin de realizar medidas casi monocromáticas (10 pm). Las imágenes se obtienen gracias a dos telescopios que, alternativamente, observan bien todo el disco o bien una zona en alta resolución. El análisis polarimétrico se realiza con sendos pares (uno para cada telescopio) de retardadores ópticos de cristal líquido seguidos de un polarizador, en lo que denominamos “paquete modulador de polarización”. El análisis espectroscópico se lleva a cabo mediante un interferómetro Fabry-Pérot sólido de LiNbO3. Las imágenes se registran en una única cámara científica. Además, el instrumento cuenta con un sistema autónomo de estabilización de imágenes, el cual usa su propia cámara diferente a la anterior.

La contribución española es más que significativa y supone aproximadamente el 40 % del instrumento: el telescopio de disco entero, los paquetes moduladores de polarización, la electrónica del sistema estabilizador de imágenes, la unidad electrónica del instrumento, la ingeniería térmica y el cableado, además del simulador software del instrumento completo. Dicha contribución ha sido coordinada por el Grupo de Física Solar del Instituto de Astrofísica de Andalucía, del CSIC, e incluye al Departamento de Óptica Espacial del Instituto de Técnica Aeroespacial, al Instituto de Microgravedad Ignacio da Riva, de la Universidad Politécnica de Madrid, al Departamento de Electrónica de la Universitat de Barcelona, a la Universitat de València y al Instituto de Astrofísica de Canarias. Como en el caso de EPD, la industria española (SENER AEROESPACIAL, C.A. Asociados y Acttiva-Norinstal) también ha participado en SO/PHI.

Fase científica de la misión

La misión fue lanzada en febrero de 2020 desde Cabo Cañaveral usando un lanzador Atlas V y tras algo más de tres meses de puesta a punto, su fase de crucero comenzó en junio de ese mismo año. Durante esta fase, solo los instrumentos de medida local permanecieron encendidos. Desde noviembre de 2021, la misión se encuentra la en la fase científica, la cual consta de tres ventanas por cada órbita de diez días cada una en las que todos lo instrumentos de la misión permanecerán encendidos. Estas tres ventanas se centran en el perihelio y las otras dos en los momentos de mayor elevación sobre la eclíptica.

El pasado 26 de marzo de 2022 Solar Orbiter alcanzó su primer perihelio con una aproximación mayor que la del propio planeta Mercurio, permitiendo así la obtención de imágenes de nuestra estrella desde la posición más próxima a su superficie jamás tomadas y que se han hecho públicas el 18 de mayo de 2022.

 

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