Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

[Alriga]

¡¡ Parker Solar Probe, lanzada !!

El lanzamiento se ha efectuado con éxito. En estos momentos, 24 minutos después del lanzamiento, se han ido desprendiendo paulatina y correctamente los 3 grandes cohetes principales y la nave ya ha atravesado el océano Atlántico y se halla sobre la vertical de África.

Parker Solar Probe es la primera misión en la historia de la NASA que lleva el nombre de una persona aun viva, Eugene Parker, que realizó importantes avances en estudios del Sol en el siglo pasado. Actualmente tiene 91 años y se le puede ver en esta fotografía, (el de menor estatura, en el centro) invitado por la NASA a visitar Parker Solar Probe:

Durante el lanzamiento, por un momento he recordado el Mito de Ícaro y un escalofrío me ha recorrido la nuca ¡¡Suerte Sonda Solar Parker!!

Vídeo "Es sorprendentemente difícil ir al sol" (se pueden activar subtítulos en inglés) Cuando una nave parte de la Tierra lleva con ella la velocidad de traslación de nuestro planeta, 30 km/s. Para llegar al Sol esa velocidad hay que casi "anularla", lo que es extraordinariamente costoso en energía.

El vídeo del lanzamiento, (minuto 22:20 / 46.52)

Saludos.

[Alriga]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

La velocidad máxima con respecto al Sol que alcanzará la Parker Solar Probe en su paso por los perihelios será de 687.000 km/h (190,8 km/s). A esta elevada velocidad se podrán detectar efectos relativistas. Los instrumentos que llevará la sonda a bordo son cuatro:

• FIELDS destinado a estudiar los campos electromagnéticos, el flujo de Poynting y la densidad de plasma
• SWEAP para medir la abundancia de partículas en el viento solar y sus velocidades
• ISIS para medir las partículas cargadas más energéticas, de 10 keV a 100 MeV
• WISPR para tomar imágenes de la corona solar y la heliosfera interna

El sistema de propulsión de la sonda será a base de hidrazina, y estará formado por doce propulsores de 4,4 Newton de empuje cada uno. Una antena de alta ganancia de 60 centímetros de diámetro será la que se encargará durante las fases de los afelios de transmitir los datos a la Tierra que la nave haya recogido en los perihelios.

Esta es la evolución de las distancias al Sol de los afelios y los perihelios, desde el 1 hasta el 25, así como los diferentes períodos orbitales, 168 días el primero y menos de 90 días a partir de la órbita 21. Los circulitos en 1, 4, 6, 8, 10, 17 y 22 son las 7 asistencias gravitatorias de Venus.


NASA/APL-JHU

Los gráficos de distancias de paso y velocidades en los diferentes perihelios:


NASA/APL-JHU

Recordad que la ventana de lanzamiento está abierta del 11 al 23 de Agosto, siendo la primera opción entre las 09.33 y las 10:38 hora española, (07:33 - 08:38 GMT) del próximo sábado 11 de agosto

El post de hoy en el blog de Daniel Marín: Parker Solar Probe: la nave que «tocará» el Sol

Saludos.

Actualizado 11/08/2018: Lanzamiento aplazado hasta mañana, nueva ventana entre las 09.31 y las 10:36 hora española, (07:31 - 08:36 GMT) de mañana domingo 12 de agosto. El pronóstico muestra una probabilidad del 60 por ciento de condiciones climáticas favorables para el lanzamiento.

[Jaime Rudas]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

Uumm,... ¿y cual sería el motivo por el que su posición "final" en la cadena de la nucleosíntesis estelar le podría otorgar exclusividad de presencia en la corona solar?

Bueno, porque es el único que se acumula, pero no deja de ser una mera especulación mía, que nada sé del tema.

[Alriga]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

Me pregunto por qué no aparecen los espectros de otros elementos superionizados, por ejemplo manganeso. Entiendo que una posibilidad es que sea por una mayor abundancia del hierro. Pero aunque ésta se correspondería con su mayor estabilidad por nucleón, la diferencia no es tan sumamente grande como para justificar esa "exclusividad".

Se me ocurre que podría ser porque está al final de la cadena de la nucleosíntesis estelar.

Uumm,... ¿y cual sería el motivo por el que su posición "final" en la cadena de la nucleosíntesis estelar le podría otorgar exclusividad de presencia en la corona solar?

Saludos.

[Jaime Rudas]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

Me pregunto por qué no aparecen los espectros de otros elementos superionizados, por ejemplo manganeso. Entiendo que una posibilidad es que sea por una mayor abundancia del hierro. Pero aunque ésta se correspondería con su mayor estabilidad por nucleón, la diferencia no es tan sumamente grande como para justificar esa "exclusividad".

Se me ocurre que podría ser porque está al final de la cadena de la nucleosíntesis estelar.

[Alriga]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

...Me pregunto por qué no aparecen los espectros de otros elementos superionizados, ... Entiendo que una posibilidad es que sea por una mayor abundancia del hierro. Pero aunque ésta se correspondería con su mayor estabilidad por nucleón, la diferencia no es tan sumamente grande como para justificar esa "exclusividad"...

Confieso que de técnicas espectroscópicas no tengo ni idea. Posiblemente no haya "exclusividad", seguramente se habla del "coronio" de forma preferente por la anécdota de ser confundido con un nuevo elemento, pero no parece ser el único que se detecta en la corona solar, he encontrado SOLAR CORONAL LINES IN THE VISIBLE AND INFRARED. A ROUGH GUIDE publicado en 2017.

Sin entrar en profundidades, veo que en la "Table II" de las páginas 7 y 8, titulada "LINE LIST OF VISIBLE AND INFRARED LINES" aparecen iones de otros elementos además de hierro Fe, veo al menos: Ni, Cr, Ca, K, Mg, Ar, Cl, S, Mn, Si y Al.

Saludos.

[arivasm]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

Pero la línea verde observada en 1869 no correspondía a ningún elemento conocido en la Tierra. Los científicos pensaron que quizás habían descubierto un nuevo elemento, y lo llamaron coronio.

Pero 70 años después, Walter Grotrian y Bengt Edlén descubrieron que esa línea espectral de 530,3 nm no era "coronio", un elemento desconocido en la Tierra, sino que correspondía simplemente a un átomo de hierro altamente ionizado, Fe¹³⁺, es decir un átomo de hierro que había perdido ¡¡13!! de sus 26 electrones.

Me pregunto por qué no aparecen los espectros de otros elementos superionizados, por ejemplo manganeso. Entiendo que una posibilidad es que sea por una mayor abundancia del hierro. Pero aunque ésta se correspondería con su mayor estabilidad por nucleón, la diferencia no es tan sumamente grande como para justificar esa "exclusividad".

[Alriga]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

Algo misterioso pasa en el Sol. Desafiando toda lógica, su atmósfera está mucho, mucho más caliente cuanto más te alejas de la superficie ardiente del Sol. Las temperaturas en la corona, la capa más externa y tenue de la atmósfera solar, suben hasta más de 1 millón de grados, mientras que a sólo 1.500 km por debajo, la superficie subyacente está a algo menos de 6000ºC. Una nueva e histórica misión, Parker Solar Probe de la NASA, programada para ser lanzada el 11 de agosto de 2018, volará a través de la corona misma, buscando pistas sobre su comportamiento y ofreciendo una oportunidad para que los científicos resuelvan este misterio.

Un misterio de 150 años: La mayor parte de lo que sabemos sobre la corona está profundamente relacionado con la historia de los eclipses totales de sol. Antes de instrumentos sofisticados y naves espaciales, la única manera de estudiar la corona desde la Tierra era durante un eclipse total, cuando la Luna bloquea la cara brillante del Sol, revelando la corona más tenue que lo rodea.




La historia del problema de calentamiento de la corona comienza con una línea espectral verde ($\lambda=530.3 \ nm$) observada durante un eclipse total en 1869. Debido a que diferentes elementos emiten luz a longitudes de onda características, los científicos pueden usar espectrómetros para analizar la luz del Sol e identificar su composición. Pero la línea verde observada en 1869 no correspondía a ningún elemento conocido en la Tierra. Los científicos pensaron que quizás habían descubierto un nuevo elemento, y lo llamaron coronio.

Pero 70 años después, Walter Grotrian y Bengt Edlén descubrieron que esa línea espectral de 530,3 nm no era "coronio", un elemento desconocido en la Tierra, sino que correspondía simplemente a un átomo de hierro altamente ionizado, Fe¹³⁺, es decir un átomo de hierro que había perdido ¡¡13!! de sus 26 electrones. Y ahí radica el problema: los científicos calcularon que niveles tan altos de ionización requerirían temperaturas coronales de alrededor de 1.100.000ºC, casi 200 veces mayores que en la superficie solar. Durante décadas, esta simple línea verde ha sido la Mona Lisa de la ciencia solar, desconcertando a los científicos que no pueden explicar inequívocamente su existencia.

Parker Solar Probe intentará comprobar dos teorías principales para explicar el calentamiento coronal: las "Ondas de Alfven" y los "Nanoflares" Ambas teorías no son necesariamente mutuamente excluyentes. De hecho, para complicar las cosas, muchos científicos piensan que ambas pueden estar involucradas en el calentamiento de la corona. A veces, por ejemplo, la reconexión magnética que desencadena un nanoflare también podría generar ondas de Alfvén, que a su vez podrían aumentar aun más el calor que rodea al plasma. La otra gran pregunta es, ¿con qué frecuencia ocurren estos procesos, constantemente o en distintos estallidos? Responder eso requiere un nivel de detalle que no tenemos a 150 millones de km de distancia.

Hay un gran entusiasmo y excitación entre los científicos solares: La misión Parker Solar Probe va a marcar un hito en la historia de la astrofísica, proporcionando una oportunidad real de desentrañar los misterios que han confundido este campo durante casi 150 años.

Este vídeo lo explica en inglés, (se pueden activar subtítulos en inglés)

La nueva ventana de lanzamiento está abierta del 11 al 19 de Agosto: Parker Solar Probe Mission

Saludos

[Alriga]

Re: Parker Solar Probe: La primera misión de la humanidad para tocar el Sol

Una de las claves para entender qué es lo que mantendrá a la nave espacial Parker Solar Probe y a sus instrumentos seguros, es entender el concepto de calor versus temperatura. Contraintuitivamente, las altas temperaturas no siempre se traducen en un calentamiento real de otro objeto.

En el espacio, la temperatura puede ser de miles de grados sin proporcionar calor significativo a un objeto dado. ¿Por qué? La temperatura mide qué tan rápido se mueven las partículas, mientras que el calor mide la cantidad total de energía que transfieren. Las partículas pueden estar moviéndose rápidamente (alta temperatura), pero si hay muy pocas, no transferirán mucha energía (calor bajo). Dado que el espacio está mayormente vacío, hay muy pocas partículas que puedan transferir energía a la nave espacial.

La corona a través de la cual vuela la sonda solar Parker, por ejemplo, tiene una temperatura extremadamente alta pero una densidad muy baja. Piensa en la diferencia entre meter la mano en un horno caliente y meterla en una olla con agua hirviendo - en el horno, la mano puede soportar temperaturas significativamente más altas durante más tiempo que en el agua, donde tiene que interactuar con muchas más partículas. De manera similar, en comparación con la superficie visible del Sol, la corona es menos densa, por lo que la nave espacial interactúa con menos partículas calientes y no recibe tanto calor.

Esto significa que mientras la Sonda Solar Parker viajará a través de un espacio con temperaturas de varios millones de grados centígrados, la superficie del escudo térmico que da al Sol sólo se calentará a unos 1.400ºC

Por supuesto, miles de grados siguen siendo fantásticamente calientes y para soportar ese calor, la Sonda Solar Parker hace uso de un escudo térmico conocido como el Sistema de Protección Térmica, o TPS, que tiene 2,4 metros de diámetro y 115 mm de espesor. Esos pocos centímetros de protección significan que justo al otro lado del escudo, el cuerpo de la nave espacial estará a unos cómodos 30ºC

El TPS ha sido construido usando una espuma de carbono emparedada entre dos placas de carbono. Este aislamiento ligero se acompaña de un toque final de pintura cerámica blanca en la placa orientada al sol, para reflejar la mayor cantidad de calor posible. Probado para soportar hasta 1.650ºC se espera que el TPS pueda soportar cualquier calor que el Sol pueda enviar a la sonda en su órbita, manteniendo a salvo la instrumentación.

Vídeo: ¿Por qué no se derretirá? Cómo la sonda solar de la NASA sobrevivirá al sol.

Saludos.

[Alriga]

"Parker Solar Probe, humanity's first mission to touch the Sun" utilizará siete asistencias gravitatorias de Venus durante casi siete años para reducir gradualmente su órbita alrededor del sol, acercándose a tan solo 5.9 millones de kilómetros del Sol, que es menos de 10 radios solares.

La ventana de lanzamiento se abre el próximo 31 de Julio. Efectuará 24 órbitas elípticas con perihelios cada vez más cercanos, el primer perihelio (se acercará a 24.8 Mkm del Sol) está previsto para el 1 de Noviembre de 2018 y el más cercano (5.9 Mkm) el 19 de Diciembre de 2024. El último perihelio programado, (el nº 24) está previsto para el 14 de Junio de 2025.

El objetivo es estudiar la actividad, la atmósfera, la meteorología, el viento y el campo magnético solar. Para llevar a cabo estas investigaciones sin precedentes, la nave espacial (de 685 kg de peso) y los instrumentos estarán protegidos del calor del Sol por un escudo compuesto de carbono de 11.43 cm de espesor que deberá resistir temperaturas fuera de la nave espacial que alcanzan los 1.377º C.

Estaremos atentos a las novedades del lanzamiento, saludos.