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Sonda solar Parker

La sonda solar Parker ( PSP ; anteriormente Solar Probe , Solar Probe Plus o Solar Probe+ ) [6] es una sonda espacial de la NASA lanzada en 2018 con la misión de realizar observ...

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La sonda solar Parker ( PSP ; anteriormente Solar Probe , Solar Probe Plus o Solar Probe+ ) [6] es una sonda espacial de la NASA lanzada en 2018 con la misión de realizar observaciones de la corona exterior del Sol . Se acercará a 9,86 radios solares (6,9 millones de km o 4,3 millones de millas) [7] [8] del centro del Sol, y para 2025 viajará, en su aproximación más cercana, tan rápido como 690.000 km/h (430.000 mph) o 191 km/s, que es el 0,064% de la velocidad de la luz . [7] [9] Es el objeto más rápido jamás construido. [10]

El proyecto fue anunciado en el presupuesto del año fiscal 2009. El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins diseñó y construyó la nave espacial, [11] que fue lanzada el 12 de agosto de 2018. [2] Se convirtió en la primera nave espacial de la NASA que lleva el nombre de una persona viva, en honor al físico Eugene Newman Parker , profesor emérito de la Universidad de Chicago . [12]

Una tarjeta de memoria que contenía los nombres enviados por más de 1,1 millones de personas fue montada en una placa e instalada debajo de la antena de alta ganancia de la nave espacial. [13] La tarjeta también contiene fotos de Parker y una copia de su artículo científico de 1958 que predice aspectos importantes de la física solar . [14]

El 29 de octubre de 2018, aproximadamente a las 18:04 UTC, la nave espacial se convirtió en el objeto artificial más cercano al Sol. El récord anterior, 42,73 millones de kilómetros (26,55 millones de millas) desde la superficie del Sol, fue establecido por la nave espacial Helios 2 en abril de 1976. [15] En su perihelio el 27 de septiembre de 2023, el acercamiento más cercano de la PSP fue de 7,26 millones de kilómetros (4,51 millones de millas), [16] alcanzando esta distancia nuevamente el 29 de marzo de 2024. [17] Esto será superado después del sobrevuelo restante de Venus .

Historia

El concepto de la sonda solar Parker tiene su origen en el informe de 1958 del Grupo de Campos y Partículas, Comité 8 de la Junta de Ciencias Espaciales de la Academia Nacional de Ciencias , [18] [19] que propuso varias misiones espaciales, incluida "una sonda solar que pasaría dentro de la órbita de Mercurio para estudiar las partículas y los campos en las proximidades del Sol". [20] [21]

Los estudios realizados en los años 1970 y 1980 reafirmaron su importancia, [20] pero siempre se pospuso debido al costo. En los años 1990 se estudió una misión Solar Orbiter de costo reducido, y una misión Solar Probe más capaz sirvió como una de las piezas centrales del programa Outer Planet/Solar Probe (OPSP) formulado por la NASA a fines de los años 1990. Se planeó que las primeras tres misiones del programa fueran: Solar Orbiter , la misión Pluto Kuiper Express de reconocimiento de Plutón y el cinturón de Kuiper , y la misión de astrobiología Europa Orbiter enfocada en Europa . [22] [23]

El diseño original de la sonda solar utilizó la ayuda de la gravedad de Júpiter para entrar en una órbita polar que descendía casi directamente hacia el Sol. Si bien esto exploró los importantes polos solares y se acercó aún más a la superficie (3 R ☉ , un perihelio de 4 R ☉ ), [23] la variación extrema en la irradiancia solar hizo que la misión fuera costosa y requirió un generador térmico de radioisótopos para obtener energía. El viaje a Júpiter también resultó ser una misión larga, 3+1 ⁄ 2 años hasta el primer perihelio solar, 8 años hasta el segundo.

Tras el nombramiento de Sean O'Keefe como administrador de la NASA , la totalidad del programa OPSP fue cancelado como parte de la solicitud del presidente George W. Bush para el presupuesto federal de los Estados Unidos de 2003. [ 24] El administrador O'Keefe citó la necesidad de una reestructuración de la NASA y sus proyectos, en línea con el deseo de la administración Bush de que la NASA se reenfocara en "la investigación y el desarrollo, y abordara las deficiencias de gestión". [24]

A principios de la década de 2010, los planes para la misión Solar Probe se incorporaron a una Solar Probe Plus de menor costo . [25] La misión rediseñada utiliza múltiples asistencias gravitacionales de Venus para una trayectoria de vuelo más directa, que puede ser alimentada por paneles solares . Tiene un perihelio más alto, lo que reduce las demandas del sistema de protección térmica.

En mayo de 2017, la nave espacial pasó a llamarse Parker Solar Probe en honor al astrofísico Eugene Newman Parker , [26] [27] quien había propuesto la existencia de nanoflares como explicación del calentamiento coronal [28] además de haber desarrollado una teoría matemática que predijo la existencia del viento solar . [29] La sonda solar le costó a la NASA 1.500 millones de dólares. [30] [31] El cohete de lanzamiento llevaba una dedicatoria en memoria del ingeniero de APL Andrew A. Dantzler, que había trabajado en el proyecto. [32]

Astronave

La sonda solar Parker es la primera nave espacial que se adentra en la corona solar baja. Evaluará la estructura y la dinámica del plasma coronal y el campo magnético del Sol, el flujo de energía que calienta la corona solar e impulsa el viento solar, y los mecanismos que aceleran las partículas energéticas.

Los sistemas de la nave espacial están protegidos del calor extremo y la radiación cerca del Sol por un escudo solar. La radiación solar incidente en el perihelio es de aproximadamente650 kW/m 2 , o 475 veces la intensidad en órbita terrestre . [1] [33] : 31  El escudo solar es hexagonal, está montado en el lado de la nave espacial que mira al Sol, tiene 2,3 m (7 pies 7 pulgadas) de diámetro, [34] 11,4 cm (4,5 pulgadas) de espesor y está hecho de dos paneles de compuesto de carbono-carbono reforzado con un núcleo de espuma de carbono liviano de 11 centímetros de espesor (4,5 pulgadas), [35] que está diseñado para soportar temperaturas fuera de la nave espacial de aproximadamente 1370 °C (2500 °F). [1] El escudo pesa solo 73 kilogramos (160 libras) y mantiene los instrumentos de la nave espacial a 29 °C (85 °F). [35]

Una capa superficial de alúmina reflectante blanca minimiza la absorción. Los sistemas de la nave espacial y los instrumentos científicos están ubicados en la parte central de la sombra del escudo, donde la radiación directa del Sol está totalmente bloqueada. Si el escudo no estuviera entre la nave espacial y el Sol, la sonda se dañaría y dejaría de funcionar en unas decenas de segundos. Como la comunicación por radio con la Tierra tardará unos ocho minutos en cada dirección, la sonda solar Parker tiene que actuar de forma autónoma y rápida para protegerse. Esto se hará utilizando cuatro sensores de luz para detectar los primeros rastros de luz solar directa procedente de los límites del escudo y activando movimientos de las ruedas de reacción para reposicionar la nave espacial dentro de la sombra de nuevo. Según el científico del proyecto Nicky Fox, el equipo la describe como "la nave espacial más autónoma que ha volado nunca". [6]

La energía principal de la misión es un sistema dual de paneles solares ( paneles fotovoltaicos ). Un panel fotovoltaico primario, utilizado para la parte de la misión en el exterior0,25 au , se retrae detrás del escudo de sombra durante el acercamiento al Sol, y un conjunto secundario mucho más pequeño alimenta la nave espacial durante el acercamiento más cercano. Este conjunto secundario utiliza refrigeración por fluido bombeado para mantener la temperatura de funcionamiento de los paneles solares y la instrumentación. [36] [37]

  • Una barra de luz probándose en las instalaciones de procesamiento de Astrotech.
    Una barra de luz probándose en las instalaciones de procesamiento de Astrotech .
  • La prueba térmica de la nave espacial.
    La prueba térmica de la nave espacial.
  • PSP durante extensas pruebas ambientales.
  • PSP encapsulado en carenado.
    PSP encapsulado en carenado.
  • El lanzamiento de la sonda.

Trayectoria

Una animación de la trayectoria de la sonda solar Parker del 7 de agosto de 2018 al 29 de agosto de 2025:
  Sonda  solar Parker   Sol  ·   Mercurio  ·   Venus  ·   Tierra
Para una animación más detallada, vea este vídeo.

El diseño de la misión de la sonda solar Parker utiliza asistencias gravitacionales repetidas en Venus para disminuir gradualmente su perihelio orbital hasta alcanzar una altitud final (sobre la superficie) de aproximadamente 8,5 radios solares, o alrededor de 6 × 10 6  km (3,7 × 10 6  mi; 0,040 au). [34] La trayectoria de la nave espacial incluirá siete sobrevuelos de Venus durante casi siete años para reducir gradualmente su órbita elíptica alrededor del Sol, para un total de 24 órbitas. [1] Se predice que el entorno de radiación cercano al Sol causará efectos de carga en la nave espacial, daños por radiación en materiales y dispositivos electrónicos e interrupciones de comunicación, por lo que la órbita será altamente elíptica con tiempos cortos de permanencia cerca del Sol. [33]^^

La trayectoria requiere una alta energía de lanzamiento, por lo que la sonda se lanzó en un vehículo de lanzamiento Delta IV Heavy y una etapa superior basada en el motor de cohete sólido Star 48BV . [33] La asistencia gravitatoria interplanetaria proporcionará una mayor desaceleración en relación con su órbita heliocéntrica , lo que dará como resultado un récord de velocidad heliocéntrica en el perihelio . [4] [38] A medida que la sonda pase alrededor del Sol , alcanzará una velocidad de hasta 200 km/s (120 mi/s), lo que la convertirá temporalmente en el objeto más rápido creado por el hombre, casi tres veces más rápido que el poseedor del récord anterior, Helios-2 . [39] [40] [41]

El 27 de septiembre de 2023, la nave espacial viajó a 394.736 millas por hora (176,5 km/s), lo suficientemente rápido para volar de Nueva York a Tokio en poco más de un minuto. [16] Como todo objeto en una órbita , debido a la gravedad, la nave espacial acelerará a medida que se acerque al perihelio, y luego desacelerará nuevamente hasta que alcance su afelio .

Objetivos científicos

Tamaño aparente del Sol visto desde la sonda solar Parker en el perihelio comparado con su tamaño aparente visto desde la Tierra

Los objetivos de la misión son: [33]

  • Rastrear el flujo de energía que calienta la corona solar y acelera el viento solar .
    1. ¿Cómo se transfiere la energía de la atmósfera solar inferior y se disipa en la corona y el viento solar?
    2. ¿Qué procesos dan forma a las distribuciones de velocidad de no equilibrio observadas en toda la heliosfera?
    3. ¿Cómo afectan los procesos de la corona a las propiedades del viento solar en la heliosfera?
  • Determinar la estructura y dinámica del plasma y los campos magnéticos en las fuentes del viento solar.
    1. ¿Cómo se conecta el campo magnético en las regiones fuente del viento solar con la fotosfera y la heliosfera?
    2. ¿Las fuentes del viento solar son constantes o intermitentes?
    3. ¿Cómo evolucionan las estructuras observadas en la corona hasta convertirse en el viento solar?
  • Explorar los mecanismos que aceleran y transportan partículas energéticas.
    1. ¿Cuáles son los papeles de los choques, la reconexión, las ondas y la turbulencia en la aceleración de partículas energéticas?
    2. ¿Cuáles son las poblaciones fuente y las condiciones físicas necesarias para la aceleración de partículas energéticas?
    3. ¿Cómo se transportan las partículas energéticas en la corona y la heliosfera? [33]

Instrumentos

Vista esquemática de todos los instrumentos del PSP
Modelo 3D de la sonda solar Parker

La sonda solar Parker tiene cuatro instrumentos principales: [42] [43]

  • FIELDS (Investigación de campos electromagnéticos). El conjunto de instrumentos captura la escala y la forma de los campos eléctricos y magnéticos en la atmósfera del Sol. FIELDS mide las ondas y la turbulencia en la heliosfera interior con una alta resolución temporal para comprender los campos asociados con las ondas, los choques y la reconexión magnética, un proceso por el cual las líneas de campo magnético se realinean de manera explosiva. FIELDS mide el campo eléctrico alrededor de la nave espacial con cinco antenas, cuatro de las cuales sobresalen más allá del escudo térmico de la nave espacial y hacia la luz solar, donde experimentan temperaturas de 2500 °F (1370 °C). Las antenas de 2 metros de largo (6 pies 7 pulgadas) están hechas de una aleación de niobio , que puede soportar temperaturas extremas. FIELDS mide los campos eléctricos en un amplio rango de frecuencias tanto de forma directa como remota. Operando en dos modos, las cuatro antenas iluminadas por el sol miden las propiedades del viento solar rápido y lento: el flujo de partículas solares que fluye constantemente desde el Sol. La quinta antena, que sobresale perpendicularmente a las demás en la sombra del escudo térmico, ayuda a crear una imagen tridimensional del campo eléctrico a frecuencias más altas. La suite también cuenta con tres magnetómetros para evaluar el campo magnético. Un magnetómetro de bobina de búsqueda, o SCM, mide cómo cambia el campo magnético con el tiempo. Dos magnetómetros de compuerta de flujo idénticos, MAGi y MAGo, miden el campo magnético coronal a gran escala. Los magnetómetros de compuerta de flujo están especializados para medir el campo magnético más lejos del Sol, donde varía a un ritmo más lento, mientras que el magnetómetro de bobina de búsqueda es necesario más cerca del Sol, donde el campo cambia rápidamente, ya que puede muestrear el campo magnético a una velocidad de dos millones de veces por segundo. El investigador principal es Stuart Bale de la Universidad de California, Berkeley . [42]
  • IS☉IS (Investigación científica integrada del Sol). El instrumento utiliza dos instrumentos complementarios para medir partículas en un amplio rango de energías. Al medir electrones, protones e iones, IS☉IS comprenderá los ciclos de vida de las partículas: de dónde provienen, cómo se aceleraron y cómo se alejan del Sol a través del espacio interplanetario. Los dos instrumentos de partículas energéticas en IS☉IS se llaman EPI-Lo y EPI-Hi (EPI significa Instrumento de partículas energéticas). EPI-Lo mide los espectros de electrones e iones e identifica carbono, oxígeno, neón, magnesio, silicio, hierro y dos isótopos de helio, He-3 y He-4. Distinguir entre los isótopos de helio ayudará a determinar cuál de los varios mecanismos teorizados causó la aceleración de las partículas. El instrumento tiene un diseño con un cuerpo de cúpula octogonal que soporta 80 visores. Múltiples visores proporcionan un amplio campo de visión para observar partículas de baja energía. Un ion que entra en EPI-Lo a través de uno de los visores pasa primero por dos láminas de carbono-poliimida-aluminio y luego se encuentra con un detector de estado sólido. Al impactar, las láminas producen electrones, que se miden mediante una placa de microcanales. Utilizando la cantidad de energía que deja el impacto del ion en el detector y el tiempo que tardan los iones en atravesar el sensor, se identifican las especies de partículas. EPI-Hi utiliza tres sensores de partículas compuestos de capas apiladas de detectores para medir partículas con energías superiores a las medidas por EPI-Lo. Las primeras capas están compuestas de detectores de silicio ultradelgados formados por segmentos geométricos, lo que permite determinar la dirección de la partícula y ayuda a reducir el ruido de fondo. Las partículas cargadas se identifican midiendo la profundidad a la que viajan en la pila de detectores y cuántos electrones extraen de los átomos de cada detector, un proceso llamado ionización. En su aproximación más cercana al Sol, EPI-Hi podrá detectar hasta 100.000 partículas por segundo. El investigador principal es David McComas de la Universidad de Princeton . [42] [44]
  • WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe). Estos telescopios ópticos adquieren imágenes de la corona y la heliosfera interior . WISPR utiliza dos cámaras con detectores CMOS de sensor de píxeles activos endurecidos contra la radiación. Las lentes de la cámara están hechas de un BK7 resistente a la radiación, un tipo de vidrio común utilizado para telescopios espaciales, que también está suficientemente endurecido contra los impactos del polvo. El investigador principal es Russell Howard en el Laboratorio de Investigación Naval . [42]
  • SWEAP (Electrones, Alfas y Protones del Viento Solar). Esta investigación contará los electrones, protones e iones de helio, y medirá sus propiedades como velocidad, densidad y temperatura. Sus instrumentos principales son los Analizadores de Sonda Solar (SPAN, dos analizadores electrostáticos ) y la Copa de Sonda Solar (SPC). La SPC es una copa de Faraday , un dispositivo metálico que puede atrapar partículas cargadas en el vacío. Al mirar por encima del escudo térmico para medir cómo se mueven los electrones y los iones, la copa está expuesta a toda la luz, el calor y la energía del Sol. La copa está compuesta por una serie de rejillas altamente transparentes, una de las cuales utiliza altos voltajes variables para clasificar las partículas, sobre varias placas colectoras, que miden las propiedades de las partículas. La rejilla de voltaje variable también ayuda a clasificar el ruido de fondo, como los rayos cósmicos y los electrones fotoionizados, que de otro modo podrían sesgar las mediciones. Las rejillas, ubicadas cerca de la parte frontal del instrumento, pueden alcanzar temperaturas de 3000 °F (1650 °C), brillando en rojo mientras el instrumento realiza mediciones. El instrumento utiliza piezas de zafiro para aislar eléctricamente diferentes componentes dentro de la copa. A medida que pasa cerca del Sol, SPC toma hasta 146 mediciones por segundo para determinar con precisión la velocidad, la densidad y la temperatura del plasma solar. SPAN está compuesto por dos instrumentos, SPAN-A y SPAN-B, que tienen amplios campos de visión para permitirles ver las partes del espacio no observadas por SPC. Las partículas que encuentran los detectores ingresan en un laberinto que envía las partículas a través de una serie de deflectores y voltajes para clasificar las partículas según su masa y carga. Mientras que SPAN-A tiene dos componentes para medir tanto electrones como iones, SPAN-B solo observa electrones. El investigador principal es Justin Kasper de la Universidad de Michigan y el Observatorio Astrofísico Smithsoniano . [42]

Una investigación teórica adicional denominada Orígenes heliosféricos con la sonda solar Plus (HeliOSPP), que comenzó en 2010 y finalizará en 2024, tiene la función de proporcionar aportes teóricos y una evaluación independiente del desempeño científico al Grupo de trabajo científico (SWG) y al Proyecto SPP para maximizar el rendimiento científico de la misión. El investigador principal es Marco Velli de la Universidad de California en Los Ángeles y del Laboratorio de Propulsión a Chorro ; también se desempeña como científico del observatorio de la misión. [33]

Misión

Lanzamiento de la sonda solar Parker en 2018
Representación artística de la sonda solar Parker acercándose al Sol

La sonda solar Parker se lanzó el 12 de agosto de 2018 a las 07:31 UTC. La nave espacial funcionó de manera normal después del lanzamiento. Durante su primera semana en el espacio, desplegó su antena de alta ganancia, su brazo magnetométrico y sus antenas de campo eléctrico. [45] La nave espacial realizó su primera corrección de trayectoria programada el 20 de agosto de 2018, mientras se encontraba a 8,8 millones de kilómetros (5,5 millones de millas) de la Tierra y viajaba a 63 569 kilómetros por hora (39 500 mph) [46].

La activación y prueba del instrumento comenzó a principios de septiembre de 2018. El 9 de septiembre de 2018, las dos cámaras telescópicas WISPR realizaron una exitosa prueba de primera luz , transmitiendo imágenes de gran angular del cielo de fondo hacia el centro galáctico . [47]

La sonda realizó con éxito el primero de los siete sobrevuelos planeados de Venus el 3 de octubre de 2018, donde se acercó a unos 2.400 kilómetros (1.500 millas) de Venus para reducir la velocidad de la sonda y orbitar más cerca del Sol. [48]

Segundo sobrevuelo de Venus el 26 de diciembre de 2019. La velocidad disminuye 2,9 km/s hasta 26 km/s (círculo rojo), desplazando la nave espacial a una nueva órbita más cercana al Sol.

Dentro de cada órbita de la sonda solar Parker alrededor del Sol, la parte dentro de 0,25 UA es la fase científica, en la que la sonda realiza observaciones de forma activa y autónoma. La comunicación con la sonda se interrumpe en gran medida en esa fase. [49] : 4  Las fases científicas duran unos días antes y después de cada perihelio. Duraron 11,6 días para el perihelio más temprano y se reducirán a 9,6 días para el perihelio final, el más cercano. [49] : 8 

Gran parte del resto de cada órbita se dedica a transmitir datos de la fase científica. Pero durante esta parte de cada órbita, todavía hay períodos en los que la comunicación no es posible. En primer lugar, el requisito de que el escudo térmico de la sonda esté apuntando hacia el Sol a veces coloca el escudo térmico entre la antena y la Tierra. En segundo lugar, incluso cuando la sonda no está particularmente cerca del Sol, cuando el ángulo entre la sonda y el Sol, visto desde la Tierra, es demasiado pequeño, la radiación del Sol puede saturar el enlace de comunicación. [49] : 11–14 

Después del primer sobrevuelo de Venus , la sonda se encontraba en una órbita elíptica con un período de 150 días (dos tercios del período de Venus), realizando tres órbitas mientras que Venus realiza dos. Después del segundo sobrevuelo, el período se acortó a 130 días. Después de menos de dos órbitas, solo 198 días después, se encontró con Venus por tercera vez en un punto anterior en la órbita de Venus. Este encuentro acortó su período a la mitad del de Venus, o aproximadamente 112,5 días. Después de dos órbitas, se encontró con Venus por cuarta vez aproximadamente en el mismo lugar, acortando su período a aproximadamente 102 días. [50]

Después de 237 días, se encontró con Venus por quinta vez y su período se acortó a unos 96 días, tres séptimas partes del de Venus. Luego realizó siete órbitas mientras que Venus realizó tres. El sexto encuentro, casi dos años después del quinto, acortó su período hasta 92 días, dos quintas partes del de Venus. Después de cinco órbitas más (dos órbitas de Venus), se encontrará con Venus por séptima y última vez, disminuyendo su período a 88 u 89 días y permitiéndole acercarse más al Sol . [50]

Cronología

La velocidad de la sonda y la distancia al Sol, desde el lanzamiento hasta 2026
  1. ^ Para obtener la altitud sobre la superficie, reste un radio solar ≈0,7 Gm. (Un Gm (gigámetro) es un millón de kilómetros o aproximadamente 621371 millas).
  2. ^ Detalles sobre los sobrevuelos de Venus de Guo et al. [49] : 6  Este trabajo se publicó en 2014, cuatro años antes de que comenzara la misión. Por diversas razones, incluido el hecho de que el lanzamiento tuvo que retrasarse en el último minuto, los detalles reales podrían diferir de los presentados en el trabajo.
  3. ^ Inbound indica que el sobrevuelo de Venus tendrá lugar después del afelio de Parker (en el caso del primer sobrevuelo, después de su lanzamiento), en su camino hacia el perihelio. Outbound indica que el sobrevuelo de Venus tendrá lugar después del perihelio de Parker , en su camino hacia el afelio.
  4. ^ El interior indica que la sonda pasará entre Venus y el Sol. El exterior indica que la sonda pasará más allá de Venus desde el Sol; la sonda pasará brevemente a través de la sombra de Venus en esos casos.
  5. ^ El primer período orbital de 174 días fue la órbita establecida por el lanzamiento y los ajustes de rumbo, y era la órbita que la sonda habría tomado si no hubiera ocurrido nada más que la cambiara. Esa órbita, según el plan de la misión, nunca se completó. En el primer curso de aproximación de la sonda hacia el Sol, realizó su primer encuentro planeado con Venus, lo que acortó considerablemente su órbita.
  6. ^ La altitud es de la fuente citada, [49] : 6  de 2014. 2548 km equivalen a 1583 mi. Los comunicados de prensa de la NASA [52] y Johns Hopkins [53] (idénticos), dicen "...llegó a unas 1500 millas de la superficie de Venus..." Un blog de la NASA, [48] dice, "...completó su sobrevuelo de Venus a una distancia de unas 1500 millas..." Otros informes de noticias, presumiblemente tomando esa información, también proporcionan una cifra de 2414 km. Pero ni el comunicado de prensa de la NASA/Hopkins ni el blog dan una cifra en kilómetros.
    Tanto el comunicado de prensa de la NASA como el de Hopkins dicen que el sobrevuelo redujo la velocidad de la sonda solar Parker (en relación con el Sol) en un 10% aproximadamente, o 7000 mph. Esto alteró la órbita, llevando el perihelio unos 4 millones de millas más cerca del Sol de lo que habría estado sin la asistencia gravitatoria.
  7. ^ A modo de comparación, el planeta Mercurio orbita alrededor del Sol a una distancia que varía desde aproximadamente 46,0 Gm (46.001.200 km) en su punto más cercano hasta aproximadamente 69,8 Gm (69.816.900 km) en su punto más lejano.
  8. ^ Después de la segunda fase de encuentro solar, la sonda solar Parker pudo descargar muchos más datos de los que la NASA había esperado. Por ello, la NASA anunció una extensión sustancial de la tercera fase de encuentro solar de 11 días a aproximadamente 35 días. Los instrumentos de observación se activaron cuando la sonda solar Parker se acercó a 0,45 ua en el viaje de ida y está previsto que sigan funcionando hasta que la sonda alcance aproximadamente 0,50 ua en el viaje de salida. [57]
  9. ^ El tercer sobrevuelo de Venus fue el primero en pasar por detrás de Venus desde el punto de vista del Sol. La sonda estuvo en la sombra de Venus, oculta al Sol, durante unos 11 minutos, y pasó a través de la llamada "cola" de Venus, un rastro de partículas cargadas procedentes de la atmósfera de Venus. Los instrumentos de la sonda debían encenderse para realizar observaciones. [63]

Recomendaciones

PSP observó curvas regresivas: perturbaciones móviles en el viento solar que causaban que el campo magnético se curvara sobre sí mismo.
Animación de la NASA de la sonda pasando a través de la corona estelar del Sol . Dentro del límite en el borde de la corona, su superficie crítica Alfvén , el plasma se conecta con el Sol mediante ondas que viajan de ida y vuelta a la superficie.

El 6 de noviembre de 2018, la sonda solar Parker observó sus primeros cambios magnéticos : inversiones repentinas en el campo magnético del viento solar . [64] Fueron observados por primera vez por la misión Ulysses de la NASA-ESA , la primera nave espacial en volar sobre los polos del Sol . [65] [66] Los cambios magnéticos generan calor que calienta la corona solar. [67]

El 4 de diciembre de 2019 se publicaron los primeros cuatro artículos de investigación que describen los hallazgos durante las dos primeras inmersiones de la nave espacial cerca del Sol. [68] [69] [70] [71] [72] Informaron sobre la dirección y la fuerza del campo magnético del Sol, y describieron los cambios inusualmente frecuentes y de corta duración en la dirección del campo magnético del Sol. Estas mediciones confirman la hipótesis de que las ondas de Alfvén son las principales candidatas para comprender los mecanismos que subyacen al problema del calentamiento coronal . [69] [73] La sonda observó aproximadamente mil ondas magnéticas "rebeldes" en la atmósfera solar que aumentan instantáneamente los vientos solares hasta en 300.000 millas por hora (480.000 km/h) y en algunos casos invierten por completo el campo magnético local . [69] [70] [74] [75]

También informaron que, utilizando el "haz de electrones que fluye a lo largo del campo magnético", pudieron observar que "las inversiones en el campo magnético del Sol a menudo están asociadas con mejoras localizadas en el componente radial de la velocidad del plasma (la velocidad en la dirección que se aleja del centro del Sol)". Los investigadores encontraron un " componente azimutal sorprendentemente grande de la velocidad del plasma (la velocidad perpendicular a la dirección radial). Este componente resulta de la fuerza con la que la rotación del Sol lanza el plasma fuera de la corona cuando el plasma se libera del campo magnético coronal". [69] [70]

La PSP descubrió evidencia de una zona libre de polvo cósmico de un radio de 3,5 millones de millas (5,6 millones de kilómetros) desde el Sol, debido a la vaporización de partículas de polvo cósmico por la radiación solar. [76]

El 28 de abril de 2021, durante su octavo sobrevuelo del Sol, la sonda solar Parker encontró las condiciones magnéticas y de partículas específicas en 18,8 radios solares que indicaban que había penetrado la superficie de Alfvén ; [77] [78] la sonda midió el entorno de plasma del viento solar con sus instrumentos FIELDS y SWEAP. [79] La NASA describió este evento como "tocar el Sol". [77]

El 25 de septiembre de 2022 se hizo el primer descubrimiento de un cometa en imágenes de la sonda solar Parker. El cometa se llama PSP-001. Fue descubierto por Peter Berrett, quien participa en el proyecto Sungrazer financiado por la NASA. [80] PSP-001 fue descubierto en imágenes del 29 de mayo de 2022, parte de la duodécima aproximación de la nave espacial al Sol.

Desde este descubrimiento, se han descubierto otros 19 cometas rasantes del Sol en las imágenes tomadas por la sonda solar Parker, incluidos dos cometas que no pertenecen al grupo.

En 2024, se informó que la sonda detectó una inestabilidad de Kelvin-Helmholtz (KHI) durante una eyección de masa coronal observada . Es la primera nave espacial que detecta este evento, sobre el que se ha teorizado durante mucho tiempo. [83]

Colaboración entre PSP y Solar Orbiter

Las misiones PSP y Solar Orbiter (SolO) de la ESA-NASA cooperaron para rastrear el viento solar y los transitorios desde sus fuentes en el Sol hasta el espacio interplanetario interior. [84]

En 2022, PSP y SolO colaboraron para estudiar por qué la atmósfera del Sol es "150 veces más caliente" que su superficie. SolO observó el Sol desde 140 millones de kilómetros, mientras que PSP observó simultáneamente la corona solar durante un sobrevuelo a una distancia de casi 9 millones de kilómetros. [85] [86]

En marzo de 2024, ambas sondas espaciales se encontraban en su punto más cercano al Sol, PSP a 7,3 millones de kilómetros y SolO a 45 millones de kilómetros. SolO observó el Sol, mientras que PSP tomó muestras del plasma del viento solar, lo que permitió a los científicos comparar los datos de ambas sondas. [87]

  • Imagen de la primera luz del WISPR. La parte derecha de la imagen es del telescopio interior del WISPR, que tiene un campo de visión de 40 grados y comienza a 58,5 grados del centro del Sol. La parte izquierda es del telescopio exterior, que tiene un campo de visión de 58 grados y termina a unos 160 grados del Sol.[88]
    Imagen de la primera luz del WISPR. La parte derecha de la imagen es del telescopio interior del WISPR, que tiene un campo de visión de 40 grados y comienza a 58,5 grados del centro del Sol. La parte izquierda es del telescopio exterior, que tiene un campo de visión de 58 grados y termina a unos 160 grados del Sol. [88]
  • La imagen del instrumento WISPR de la sonda del 25 de septiembre de 2018 muestra la Tierra, la esfera brillante cerca del centro del panel de la derecha. La marca alargada hacia la parte inferior del panel es un reflejo de la lente del instrumento WISPR[89]
    La imagen del instrumento WISPR de la sonda del 25 de septiembre de 2018 muestra la Tierra, la esfera brillante cerca del centro del panel de la derecha. La marca alargada hacia la parte inferior del panel es un reflejo de la lente del instrumento WISPR [89]
  • La fotografía del WISPR muestra una serpentina coronal, vista sobre el extremo este del Sol el 8 de noviembre de 2018, a la 1:12 am EST. La fina estructura de la serpentina es muy clara, con al menos dos rayos visibles. La sonda solar Parker estaba a unos 21,2 millones de kilómetros de la superficie del Sol cuando se tomó esta imagen. El objeto brillante cerca del centro de la imagen es Mercurio, y las manchas oscuras son el resultado de la corrección de fondo.[90]
    La fotografía del WISPR muestra una serpentina coronal, vista sobre el extremo este del Sol el 8 de noviembre de 2018, a la 1:12 am EST. La fina estructura de la serpentina es muy clara, con al menos dos rayos visibles. La sonda solar Parker estaba a unos 21,2 millones de kilómetros de la superficie del Sol cuando se tomó esta imagen. El objeto brillante cerca del centro de la imagen es Mercurio, y las manchas oscuras son el resultado de la corrección de fondo. [90]
  • Cuando la sonda solar Parker estaba realizando su aproximación más cercana al Sol el 7 de junio de 2020, WISPR capturó los planetas Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno en su campo de visión[91].
    Cuando la sonda solar Parker estaba realizando su aproximación más cercana al Sol el 7 de junio de 2020, WISPR capturó los planetas Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno en su campo de visión [91].
  • Fotografía tomada por la sonda durante su segundo sobrevuelo de Venus, julio de 2020
    Fotografía tomada por la sonda durante su segundo sobrevuelo de Venus , julio de 2020
  • Cuando la sonda solar Parker sobrevoló Venus en su cuarto paso, su instrumento WISPR capturó estas imágenes, que muestran la superficie nocturna del planeta[92][93]
    Cuando la sonda solar Parker sobrevoló Venus en su cuarto paso, su instrumento WISPR capturó estas imágenes, que muestran la superficie nocturna del planeta [92] [93]
  • A principios de 2021, cuando la sonda pasó por la corona solar, pasó junto a unas estructuras llamadas serpentinas coronales.

Véase también

Notas

  1. ^ La planificación de la misión utilizó un perihelio de 9,5  R ☉ (6,6 Gm; 4,1 × 10 6  mi), o 8,5  R ☉ (5,9 Gm; 3,7 × 10 6  mi) de altitud sobre la superficie, [5] pero documentos posteriores indican 9,86  R ☉ . El valor exacto no se finalizará hasta la séptima asistencia gravitacional de Venus en 2024. Los planificadores de la misión podrían decidir alterarlo ligeramente antes de esa fecha.^^

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Lectura adicional

  • Raouafi, NE; Matteini, L.; Squire, J.; et al. (febrero de 2023). "Sonda solar Parker: cuatro años de descubrimientos en el mínimo del ciclo solar". Space Science Reviews . 219 (1): 8. arXiv : 2301.02727 . Código Bibliográfico :2023SSRv..219....8R. doi :10.1007/s11214-023-00952-4. S2CID  255546506.
  • Parker Probe Plus en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (JHUAPL)
  • Solar Probe Plus (Informe de ingeniería de la misión; JHUAPL)
  • Investigación en heliofísica (NASA)
  • División de Exploradores y Proyectos de Heliofísica (EHPD; NASA)
  • Sonda solar Parker (datos y noticias; NASA)
  • Sonda solar Parker (Video/3:45; NYT ; 12 de agosto de 2018)
  • Sonda solar Parker (vídeo 360°/3:27; NASA ; 6 de septiembre de 2018)
  • eoPortal: Estado de la misión
  • Resúmenes de los encuentros PSP/WISPR
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