Viviendo con una Estrella

Viviendo con una Estrella
La NASA avanza en el desarrollo de cinco misiones cuyo objetivo principal es el
estudio del sistema Sol-Tierra.
Agosto 19, 2008: ¿Qué sucedería si una mañana se despertara y descubriera que su
planeta ha sido engullido por la atmósfera de una estrella?
Salga de la cama y mire a través de la ventana. Las auroras danzan en el horizonte.
Oscuras manchas solares crepitan en las alturas —cada pequeño estallido es más
poderoso que una bomba nuclear. En la televisión, el encargado de los pronósticos del
tiempo advierte a los astronautas que "con seguridad, una llamarada solar entrará en
erupción", aunque no sabe exactamente cuándo. Momentos más tarde, la señal de
satélite comienza a titilar.
Dónde está ese lugar?
Bienvenido al planeta Tierra.
"Es cierto. Vivimos dentro de la atmósfera del Sol", dice Lika Guhathakurta, quien dirige
el programa Viviendo con una Estrella (Living with a Star o LWS, en idioma inglés), de
la NASA.
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La Tierra, fotografiada por los astronautas de la misión Apolo 17.
A primera vista, el Sol parece ser autónomo, como si fuese una esfera perfectamente
delineada en el cielo del mediodía. Pero el perfil que vemos es solamente el comienzo.
El Sol tiene una atmósfera, caliente y ruidosa, llamada "corona", que se inicia en la
superficie del Sol, pasa por la Tierra y se extiende más allá de Plutón. Casi nunca se ve
la corona solar, excepto durante un eclipse total pero esta allí.
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Como cualquier buena atmósfera, la corona tiene estados del tiempo, y muchos. Hay
eyecciones de miles de millones de toneladas de masa coronal; tormentas de radiación
de alta energía y un viento solar que sopla implacablemente en ráfagas que alcanzan
velocidades de millones de kilómetros por hora. Cada cometa, asteroide y planeta del
sistema solar está expuesto a estos elementos.
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Abajo: Una eyección de masa coronal (coronal mass ejection o CME, en idioma inglés) grabada por el
Observatorio Solar y Heliosférico (Solar and Heliospheric Observatory o SOHO, en idioma inglés), de
ESA/NASA.
Nuestro planeta está mejor protegido que la mayoría del resto de los planetas.
Tenemos una gruesa atmósfera y un campo magnético global para mantener "a raya" al
clima espacial. De hecho, si nos quedamos en la Tierra, los sistemas climáticos del Sol
apenas nos afectan; no provocan más que ocasionales cortes de luz o interrupciones
en las emisiones de radio.
Pero ese es precisamente el problema:
"No nos vamos a quedar en la Tierra para siempre", dice Guhathakurta. "La civilización
se está extendiendo hacia el espacio".
Más de 500 satélites activos se mueven alrededor de la Tierra. Dependemos de ellos
para poder utilizar la televisión, el teléfono, internet, la navegación por medio del
Sistema de Posicionamiento Global (GPS, en idioma inglés) y también para pronosticar
el estado del tiempo; todos son vulnerables al clima espacial. Asimismo, hay seres
humanos en órbita alrededor de la Tierra; se encuentran a bordo de la Estación
Espacial Internacional (EEI). La EEI está ubicada dentro del campo magnético terrestre,
de modo que goza de cierto grado de protección, pero los futuros astronautas que
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viajen a la Luna y a Marte estarán fuera de dicha burbuja magnética. Sus vehículos
espaciales estarán en contacto directo con la atmósfera del Sol.
El programa Viviendo con una Estrella, de la NASA, se inició en 2001 con el propósito
de abordar esta situación. "Si vamos a vivir dentro de la atmósfera solar, necesitamos
aprender más sobre ella —especialmente, necesitamos saber cómo predecir las
tormentas", dice Guhathakurta.
La estrategia básica es la misma que se utiliza para estudiar el clima de la Tierra:
"Lanzaremos al espacio una flota de 'estaciones climatológicas' —vehículos espaciales
que observarán diferentes aspectos de la atmósfera solar". El programa LWS tiene
cinco misiones1 en diferentes etapas de desarrollo. En conjunto, rodearán y explorarán
el Sol como nunca se ha hecho antes.
Observatorio de Dinámica Solar (Solar Dynamics Observatory o SDO, en idioma
inglés) "Prepárese para ver fotos realmente sorprendentes", dice Guhathakurta. Una
cámara de televisión de alta resolución (HDTV o High Definition Television, en idioma
inglés), ubicada a bordo de este observatorio, tomará imágenes de gran calidad de las
manchas y de las llamaradas solares, revelando de este modo el comienzo de las
tormentas con un nivel de detalle sin precedentes.
Prueba del SDO en el Simulador de Ambiente Espacial de la NASA.
Las imágenes por sí mismas, sin embargo, no cuentan toda la historia. El físico solar
Alex Pevtsov explica: "La actividad solar es, en cierto modo, como un espectáculo de
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marionetas. Si usted desea entender el movimiento de las marionetas, necesita ver los
hilos; en el Sol, los "hilos invisibles" son los campos magnéticos, los cuales penetran la
atmósfera del Sol guiando el flujo de calor y orquestando poderosas explosiones. El
SDO podrá producir mapas detallados del magnetismo del Sol, dejando al descubierto
los hilos para que todos los podamos ver".
Pero, ¿quién (o qué) está tirando los hilos? "Sería la dínamo magnética del Sol", dice
Pevtsov. "Yace escondida debajo de la superficie del Sol". Afortunadamente, el SDO
puede mirar allí abajo también. La técnica se llama imagen heliosísmica. Mediante el
monitoreo de la superficie vibrante del Sol, el SDO puede investigar el interior de la
estrella de la misma manera en que los geólogos utilizan las ondas sísmicas de los
terremotos para explorar el interior de la Tierra. De esta modo, los científicos de la
misión esperan crear un mapa del flujo y reflujo de la dínamo magnética interna del Sol,
que es la raíz de toda la actividad solar.
Situación: El SDO ya ha sido construido y está casi listo para ser lanzado. "En este
momento, el SDO se encuentra en una cámara térmica de vacío, donde se lo somete a
pruebas para saber si es capaz de afrontar el duro viaje hacia el espacio".
Sonda Solar Plus (Solar Probe Plus) "Esta podría ser la más emocionante de todas
las misiones". Es una nave espacial resistente al calor, que está diseñada para
adentrarse profundamente en la atmósfera del Sol; allí podrá tomar muestras del viento
solar y de los campos magnéticos in situ. "Ninguna nave ha estado tan cerca del Sol
como la Sonda Solar Plus lo estará, llegará a menos de 7 millones de kilómetros de la
superficie solar. Ese es un territorio inexplorado y esperamos aprender mucho sobre la
atmósfera del Sol con este viaje".
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Arriba: Imagen simulada del Sol, la cual ilustra la trayectoria de la Sonda Solar Plus durante uno de sus
múltiples sobrevuelos cercanos al Sol.
Situación: La Sonda Solar Plus se encuentra aún en la etapa de diseño preliminar,
denominada también "pre-fase A", en las oficinas centrales de la NASA. Se espera que
sea lanzada al espacio hacia el año 2015.
Centinelas solares "Vamos a rodear al Sol", dice Guhathakurta. Tres sondas bien
equipadas de la NASA y una cuarta (el Orbitador Solar), de la Agencia Espacial
Europea, se estacionarán alrededor del ecuador solar, proporcionando de este modo la
primera vista verdaderamente global de la actividad solar. "Imagine que trata de
descrifrar el clima de la Tierra observando un solo lado del planeta. ¡Imposible! Sin
embargo, eso es lo que hemos estado haciendo con el Sol". La vista de un solo lado
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desde la Tierra limita los estudios del clima solar —un problema que los centinelas
solares solucionarán.
Situación: "Acabamos de finalizar el informe del Equipo de Definición de Ciencia y
Tecnología (Science and Technology Definition Team, en idioma inglés), el cual elabora
toda la estrategia para los centinelas solares". Se espera que sean lanzados hacia el
año 2015.
Concepto artístico de las Sondas para Tormentas del Cinturón de Radiación (Radiation Belt Storm
Probes, en idioma inglés).
Sondas para Tormentas del Cinturón de Radiación (Radiation Belt Storm Probes)
"No tiene sentido estudiar el Sol si no entendemos qué le hace a la Tierra", declara
Guhathakurta. Esta misión realiza la conexión crucial entre la Tierra y el Sol. Algunas
volutas de la atmósfera solar pueden ser atrapadas por el campo magnético de la
Tierra, dentro de los cinturones de radiación, donde las partículas energéticas yacen a
la espera de astronautas y satélites que tratan de abandonar o simplemente de orbitar
el planeta. Las Sondas para Tormentas del Cinturón de Radiación (dos de ellas)
explorarán estas regiones y descubrirán de qué manera son pobladas y energizadas
por el clima espacial.
Situación: Las dos sondas se encuentran en construcción en el Laboratorio de Física
Aplicada Johns Hopkins y su lanzamiento está programado hacia el año 2011.
Sondas para Tormentas de la Ionosfera-Termosfera ( The IonosphereThermosphere Storm Probes) Dos sondas más orbitarán la Tierra y estudiarán las
capas superiores de la atmósfera terrestre, donde el aire hace su "primer contacto" con
la radiación ultravioleta del Sol. Allí reinan las partículas cargadas eléctricamente, las
cuales afectan fuertemente la propagación de las ondas de radio, influyendo sobre casi
todas las formas de telecomunicación y navegación mediante GPS. Es también un lugar
por donde la atmósfera aspira y exhala en respuesta a los cambios en el calentamiento
solar ultravioleta. Una exhalación puede envolver y arrastrar hacia abajo a los satélites,
mientras que una aspiración disminuye el arrastre. Las Sondas para Tormentas de la
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Ionosfera-Termosfera monitorearán la respuesta de esa capa a todos los tipos de
tormentas solares.
Situación: "Esta es una misión importante, pero aún no se han conseguido los fondos
para poder llevarla a cabo", dice Guhathakurta. "En este momento, estamos trabajando
de lleno en los otros proyectos".
Efectivamente, hay mucho para hacer cuando se está Viviendo con una Estrella.
Bibliografia:
http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2008/19aug_lws.htm?list1018268
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