La Nasa lanza un telescopio brasileño para observar el Sol

El instrumento científico, transportado por un globo estratosférico, realiza un vuelo de circunnavegación en la Antártida con el objetivo de captar la energía que emana de las explosiones solares en frecuencias inéditas

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – El pasado 18 de enero, la Nasa –la agencia espacial de Estados Unidos– lanzó con éxito un globo estratosférico que transporta dos aparatos científicos con el objetivo de estudiar el Sol. Dicho lanzamiento se concretó en McMurdo, la base estadounidense en la Antártida.

Uno de los aparatos es el Solar-T: un telescopio fotométrico doble, proyectado y construido en Brasil por científicos del Centro de Radioastronomía y Astrofísica Mackenzie (CRAAM), de la Universidad Presbiteriana Mackenzie, en colaboración con colegas del Centro de Componentes Semiconductores de la Universidad de Campinas (Unicamp).

El otro instrumento es el experimento de rayos X y gamma GRIPS (las siglas en inglés de Gamma-ray Imager / Polarimeter for Solar Flares), de la University of California en Berkeley, Estados Unidos, al cual el Solar-T está acoplado.

El Solar-T, desarrollado con el apoyo de la FAPESP en el marco de un Proyecto Temático y de una Ayuda a la Investigación-Regular, es el primer instrumento científico de este género construido en Brasil, al cabo de 15 años de investigación y desarrollo.

Aparte del aporte de la FAPESP, este proyecto contó con recursos del Fondo Mackenzie de Investigación (llamado MackPesquisa), del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), de la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), de la Nasa, del AFOSR (siglas en inglés de Air Force Office of Scientific Research) de Estados Unidos y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) de Argentina.

“El desarrollo del Solar-T constituye una oportunidad para la calificación brasileña en tecnología espacial avanzada, que puede dar origen a nuevos proyectos en satélites, por ejemplo, y generar aportes cuyo destino es la Estación Espacial Internacional”, declaró Pierre Kaufmann, investigador del CRAAN y coordinador del proyecto, a Agência FAPESP.

“Estamos desarrollando un proyecto en colaboración con el Instituto Lebedev de Moscú para instalar telescopios de detección de frecuencias en terahercios en la Estación Espacial Internacional, y el éxito de la misión del Solar-T constituye una condición necesaria para la calificación de la tecnología que desarrollamos”, afirmó.

El globo estratosférico que transporta al Solar-T y al GRIPS –que juntos pesan más de tres toneladas– vuela a una altura de 40 mil metros y circunnavegará la Antártida durante un lapso de entre 20 y 30 días.

Mientras sobrevuela el continente helado, el Solar-T captará la energía que emana de las explosiones solares en dos frecuencias inéditas: de 3 y de 7 terahercios (THz), que corresponden a una fracción de la radiación infrarroja lejana.

Esta franja de radiación, situada en el espectro electromagnético entre la luz visible y las ondas de radio, permite observar más fácilmente la ocurrencia de explosiones asociadas a los campos magnéticos de las regiones activas del Sol, que muchas veces lanzan chorros de partículas con carga negativa (electrones) aceleradas a grandes velocidades en dirección hacia la Tierra.

En las cercanías del planeta, esas partículas obstaculizan el funcionamiento de satélites de telecomunicaciones y de GPS y producen las auroras australes y boreales.

La radiación de las explosiones en esa franja del infrarrojo lejano también permite concretar un nuevo abordaje con miras a investigar fenómenos que producen energía en regiones activas que se ubican entre la superficie del Sol, la fotósfera, donde la temperatura no pasa de los 5.700 grados, y las capas superiores y más calientes: la cromósfera, donde las temperaturas llegan a los 20 mil grados, y la corona, a más de un millón de grados (lea más).

“Resulta imposible medir estas frecuencias de 3 y 7 terahercios desde el nivel del suelo, porque son bloqueadas por la atmósfera. Es necesario ir al espacio para medirlas”, dijo Kaufmann.

Para realizar las mediciones, el Solar-T cuenta con un aparato compuesto por dos fotómetros (medidores de intensidad de fotones), recolectores y filtros cuya función consiste en bloquear radiaciones de frecuencias indeseables (el infrarrojo cercano y la luz visible), que podrían enmascarar el fenómeno, y seleccionar las frecuencias de 3 y 7 terahercios (lea más).

Los datos recabados por el telescopio fotométrico se almacenan en dos computadoras a bordo del globo y se transmiten compactados a la Tierra mediante un sistema de telemetría, a través de la red de satélites Iridium. La información transmitida a la Tierra queda grabada en dos computadoras del CRAMM.

“La transmisión de los datos recabados por el Solar-T a la Tierra asegura obtención de la información recolectada en caso de que no sea posible recuperar las computadoras que van a bordo del globo, ya que las chances son muy bajas”, afirmó Kaufmann. “La Antártida es más grande que Brasil, hay poquísimos lugares de acceso y no se puede controlar el lugar donde el aeróstato caerá.”

De acuerdo con el investigador, los dos fotómetros THz, las computadoras de datos y el sistema de telemetría del Solar-T están funcionando normalmente, alimentados por dos baterías cargadas con la energía que capturan paneles solares.

Inmediatamente después de que el rastreador de explosiones solares fue accionado, al día siguiente del lanzamiento del globo estratosférico, el equipo empezó a enviar datos a la Tierra.

Los datos deberán tener una precisión de apuntamiento y rastreo del Sol de más/menos medio grado. Este grado de precisión deberá asegurarse mediante un sistema automático de apuntamiento y rastreo del GRIPS, con el cual el Solar-T se encuentra alineado.

“Por lo pronto, aún no ha habido ninguna gran explosión solar captada por el Solar-T. Pero, de ocurrir alguna, el equipo podrá detectarla y enviar los datos para que los analicemos”, dijo Kaufmann.

Una serie de intentos

El globo estratosférico fue lanzado exitosamente por el equipo de la Nasa al cabo de siete intentos frustrados que tuvieron inicio en diciembre de 2015.

Las tentativas anteriores fallaron porque a la hora del lanzamiento cambiaron las condiciones de viento en el suelo, en la atmósfera superior y en la estratósfera (a 50 kilómetros del suelo).

La combinación de las condiciones meteorológicas en suelo y la mediana y gran altitud es crítica y su determinación resulta sumamente difícil con los sistemas de pronóstico del tiempo, explicó Kaufmann.

“Como la operación de lanzamiento es muy cara, y comprende a decenas de personas, vehículos y, eventualmente, incluso aviones, el margen de riesgo debe ser mínimo”, dijo.

“No tuvimos que pagar nada por esta misión pues nos invitó el grupo de investigadores del experimento GRIPS a participar en el proyecto, luego de que presentamos el Solar-T en una conferencia internacional. Estábamos en busca de un lanzador para el telescopio y teníamos incluso un proyecto de contar con un lanzador propio.”

Según el investigador, el costo de la realización de experimentos espaciales como el Solar-T, con globos estratosféricos es mucho menor en comparación con el uso de satélites.

Una de las razones por las cuales se lanzó ahora el globo estratosférico tiene que ver con la circulación estratosférica de viento –el llamado vórtice– alrededor del Polo Sur, que es favorable en esta época del año. Además, el Sol nunca se pone en el Polo Sul durante esta misma época.

De este modo, es posible recolectar ininterrumpidamente la luz emitida por el Sol. “Incluso ahora, cuando el Sol se encuentra en una fase de caída del ciclo, la posibilidad de detectar una explosión razonable observando las 24 horas y durante un lapso de entre 20 y 30 días, que es el tiempo durante el cual el Solar-T permanecerá en la estratósfera, es muy buena”, sostuvo Kaufmann.

A juicio del investigador, si el lanzamiento del Solar-T no se hubiese concretado ahora, difícilmente sería posible realizarlo el año que viene, ya que el ciclo de explosiones solares caerá aún más.

“Nos estábamos aproximando a la llamada ‘ventana del verano’ [que es cuando el Sol se pone en el Polo Sur]. Sería sumamente difícil convencer a la Nasa a invertir en una nueva misión”, estimó.

Puede seguirse la navegación del globo estratosférico que transporta el experimento GRIPS con el Solar-T –denominado vuelo NASA 668N– en el siguiente sitio web: www.csbf.nasa.gov/map/balloon8/flight668N.htm.