Solar Orbiter, la nova missió d’Europa al Sol
(Credits: Jared Frankle, NASA Solar Orbiter Social Participant)
Solar Orbiter, la nova missió de l’ESA (European Space Agency) amb col·laboració amb la NASA (National Aeronautics and Space Administration) per estudiar el Sol, va ser llençada el divendres 7 de febrer a les 23:03 hores (hora local) en un coet Atlas V des de l’estació de Cap Canaveral, a Florida.
A les 24:24 del dilluns, els controladors de missions del Centre Europeu d’Operacions Espacials de Darmstadt, Alemanya, van rebre un senyal de la nau espacial indicant que les seves plaques solars s’havien desplegat amb èxit.
La missió
Han passat més de quatre segles des de la primera observació de taques solars amb telescopi i més de sis dècades des del descobriment del vent solar. No obstant això, els misteris fonamentals de la nostra estrella i la seva atmosfera encara no s’han resolt. Comprendre les connexions i l’acoblament entre el Sol i l’heliosfera és l’objectiu principal de la Solar Orbiter. La nau servirà per estudiar el Sol i l’heliosfera interior; utilitzarà una combinació única de sis instruments de teledetecció per observar el sol i la corona solar i quatre instruments in situ per mesurar el vent solar al voltant de la nau espacial. En conjunt, els deu instruments de Solar Orbiter proporcionaran una descripció completa del plasma que constitueix el vent solar, el seu origen, el seu transport i la seva composició, millorant àmpliament les missions Helios (ref. 1), llançades el 1974 i el 1976, i complementant les mesures de la missió Parker Solar Probe (ref. 2) de la NASA.
La Solar Orbiter assolirà un periheli mínim de 0,28 unitats astronòmiques (UA) després d’una sèrie d’assistències amb la gravetat de Venus i de la Terra, que també elevaran la inclinació del pla orbital a més de 33 ° del pla eclíptic, permetent per primer cop una visió dels pols solars. El disseny de la missió s’ha impulsat per la necessitat de respondre a les quatre preguntes científiques de primer nivell interrelacionades (ref. 3):
- Què condueix el vent solar i d’on prové el camp magnètic coronal?
- Com afecten els fenomens transitoris solars a la variabilitat heliosfèrica?
- Com produeixen les erupcions solars la radiació de partícules energètiques que omple l’heliosfera?
- Com funciona la dinamo solar i com impulsa les connexions entre el Sol i l’heliosfera?
Per respondre a aquestes qüestions tan difícils, és imprescindible fer mesures in situ del plasma solar, del vent, camps, ones i partícules energètiques prou properes al Sol per tal que siguin relativament prístines i no hagin modificat les seves propietats durant els processos de transport i propagació posteriors.
Solar Orbiter mesurarà les propietats del vent solar i, alhora, utilitzarà el seu complet paquet de telescopis per intentar identificar les fonts de plasma detectades sortint del Sol.
L’equipament
Els instruments in situ comprenen un analitzador de vent solar (SWA; per mesurar les propietats d’electrons, protons i ions pesats), un magnetòmetre (MAG), un experiment d’ones de ràdio i ones de plasma (RPW) i el detector energètic de partícules (EPD; mesura de partícules molt energètiques). L’equipament de teledetecció consisteix en una imatge ultraviolada de sol complet d’alta resolució (EUI), un coronògraf (Metis), un captador d’imatges polarimètric i helioseísmic (PHI), un d’heliosfèric (SoloHI), una càmera de vídeo d’espectre UV extrem (SPICE) i un telescopi i espectròmetre de raigs X (STIX).
Col·laboracions i precedents
Solar Orbiter és la primera missió de classe mitjana del programa Cosmic Vision de l’ESA, desenvolupat per científics i enginyers de gairebé tots els països europeus i implementat juntament amb la NASA.
Es basa en l’èxit de la col·laboració prèvia entre l’ESA i la NASA en dues grans missions solars: SOHO (llançada el 1995), una missió principalment de teledetecció; i Ulisses (1990-2009), una sonda in situ que va ser la primera nau espacial que va abandonar l’eclíptica.
Totes dues van revolucionar la manera en què estudiem el Sol i l’heliosfera. Solar Orbiter és la combinació conceptual d’aquestes dues missions, una sonda exploradora in situ fora de l’eclíptica que apropa els telescopis d’última generació al Sol més que mai.
A més, les observacions conjuntes amb el Parker Solar Probe de la NASA, que viatja tan a prop del Sol que no pot portar telescopis per observar el disc solar, proporcionaran resultats nous i potencialment pertorbadors.
El calendari
Després d’una breu fase de posada en servei, la càrrega útil in situ estarà plenament operativa a partir de mitjans de maig, just abans del primer periheli de la Solar Orbiter a 0,51 UA el juny de 2020. La fase nominal, amb els deu instruments en funcionament, començarà el novembre del 2021 i funcionaran fins a finals del 2025, amb possibles perllongacions fins al 2030.
Seguint la filosofia de “dades obertes” de la majoria de missions solars, totes les dades científiques estaran disponibles al públic tres mesos després de la seva recepció, un període necessari per a la calibració i comprovació.
La comunitat solar i heliofísica internacional ja està preparada per a una dècada emocionant que sens dubte farà avançar el nostre coneixement del Sol.
Referències
- Schwenn, R. i Marsch, E. (eds) a Physics and Chemistry in Space: Physics of the Inner Heliosphere vol. 20 (Springer, 1990).
- Fox, N. J. et al. Spy Sci. Rev. 204, 7–48 (2016).
- Müller, D., Marsden, R. G., St. Cyr, O. C. i Gilbert, H. R. Sol. Phys. 285, 25–70 (2013).
(Font / Autor: nature.com – Nature Astronomy / D. Müller et al )
