La sonda que toc¨® el Sol sin desintegrarse

¡°Rumbo sur¡±, orden¨® el capit¨¢n.

¡°Pero, capit¨¢n, en el espacio no existen direcciones¡±.

¡°Cuando viajas hacia el Sol¡± ¡ªreplic¨® el capit¨¢n¡ª ¡°y todo se vuelve m¨¢s pajizo y c¨¢lido y ap¨¢tico es que est¨¢s yendo en esa direcci¨®n. Sur.¡±

Ray Bradbury

¡®Las doradas manzanas del Sol¡¯

En su cuento corto ¡ªtres p¨¢ginas¡ª publicado en 1953, Bradbury relata la primera expedici¨®n de una nave tripulada para recoger una muestra del Sol. No es un relato de ciencia ficci¨®n ¡°dura¡± y, de hecho, algunos conceptos no se sostienen; solo una reflexi¨®n po¨¦tica remotamente basada en el mito de Prometeo. Hace tres cuartos de siglo, antes de que volase el primer sat¨¦lite artificial, cualquier fantas¨ªa sobre el espacio era aceptable.

Hoy, la fantas¨ªa se ha hecho realidad. A finales de noviembre la NASA anunciaba que su sonda Parker hab¨ªa tocado el Sol. Por lo menos, su atm¨®sfera. A una altura sobre la fotosfera (la capa generalmente considerada la superficie de la estrella) de 8,5 millones de kil¨®metros o solo 12 radios solares. Y lo hizo movi¨¦ndose m¨¢s r¨¢pido que ning¨²n objeto hecho por el ser humano, a casi 590.000 kil¨®metros por hora. Y contin¨²a en una trayectoria en suave espiral que en 2025 la llevar¨¢ hasta menos de seis millones de kil¨®metros.

La temperatura superficial del Sol es de unos 5.600? C. Suficiente para derretir casi cualquier material. ?C¨®mo puede una sonda resistir semejante castigo sin desintegrarse? En parte, gracias al escudo t¨¦rmico que mantiene siempre dirigido hacia el Sol. Todos los equipos a bordo van agazapados tras esa protecci¨®n. Incluso los paneles de c¨¦lulas fotoel¨¦ctricas, que solo se despliegan del todo cuando la nave se mueve por regiones m¨¢s alejadas.

El escudo en s¨ª es un s¨¢ndwich de espuma de carbono de solo medio palmo de grosor entre dos l¨¢minas del mismo material. El lado que ha de recibir la radiaci¨®n va cubierto de una capa de cer¨¢mica blanca, para reflejar mejor el calor. En los momentos de m¨¢xima aproximaci¨®n alcanza los 1.300?C, m¨¢s que la lava del volc¨¢n de la Palma.

Todos los materiales de la nave son especiales para resistir temperaturas extremas. El cobre normalmente utilizado en los cables el¨¦ctricos se fundir¨ªa; en su lugar se emplean conductores hechos de niobio, protegidos por fundas de cristal de zafiro. La cavidad de Faraday, el ¨²nico sensor que se asoma por encima del escudo para ver al Sol directamente, est¨¢ hecha de una aleaci¨®n de titanio, circonio y molibdeno, que soportar¨ªa hasta 2.300? C.

En el interior del sensor van unos electrodos destinados a separar las part¨ªculas del viento solar seg¨²n sus niveles de energ¨ªa. Son de tungsteno, el metal con punto de fusi¨®n m¨¢s alto, por encima de los 3.400? C. Normalmente, estos materiales se mecanizan con herramientas de corte por l¨¢ser; en este caso ni siquiera eso fue suficiente y hubo que darles forma atac¨¢ndolas con ¨¢cido.

Probar el funcionamiento de estos equipos en las condiciones reales de trabajo no result¨® f¨¢cil. Para simular la luz y calor del Sol se utilizaron proyectores de cine IMAX, modificados para dar a¨²n m¨¢s intensidad y al mismo tiempo, un acelerador de part¨ªculas reproduc¨ªa el impacto del viento solar. No contentos con eso, el sensor principal se ensay¨® una vez m¨¢s en el horno solar de Odiello, en la ladera norte de la Cerda?a, concentrando en ¨¦l la luz reflejada por 10.000 espejos ajustables.

El Sol es una inmensa bola de plasma que, por supuesto, carece de superficie s¨®lida. Lo que vemos es el brillo de la fotosfera, una capa relativamente delgada donde bullen enormes columnas de gas incandescente que suben desde las profundidades. Intensos campos magn¨¦ticos se retuercen sobre ellas y ocasionalmente se producen colosales llamaradas que siguen el camino marcado por las l¨ªneas de fuerza. Por encima de ella, la corona, tan tenue que solo puede verse cuando la Luna oculta el disco del Sol.

Es dif¨ªcil decir hasta d¨®nde alcanza la atm¨®sfera de nuestra estrella. La corona se expande y contrae siguiendo la evoluci¨®n de la actividad del astro. Su l¨ªmite se estimaba entre 10 y 20 radios solares. M¨¢s o menos a ese nivel la presi¨®n de la radiaci¨®n impulsa los ¨¢tomos ionizados de hidr¨®geno y helio con tanta energ¨ªa que se liberan de la atracci¨®n gravitatoria y los campos magn¨¦ticos locales. Las part¨ªculas subat¨®micas escapan al espacio a enormes velocidades formando el viento solar.

En abril pasado, la sonda Parker pudo, por fin, afinar m¨¢s esas medidas. Cuando se encontraba a unos 18 radios solares sus instrumentos detectaron una regi¨®n de intensas turbulencias. No es un l¨ªmite suave, sino que presenta enormes altibajos seg¨²n la actividad solar. De hecho, mientras iba aproxim¨¢ndose cada vez m¨¢s al perihelio, la Parker entr¨® y sali¨® varias veces en la corona. Como era de esperar, detect¨® un gran incremento en los campos magn¨¦ticos, acusados zigzags en las l¨ªneas de campo magn¨¦tico y tambi¨¦n zonas de intensas perturbaciones en el plasma, seguidos de otras mucho m¨¢s calmadas, como cuando se entra en el ojo de un hurac¨¢n.

Esa transici¨®n, teorizada en los a?os cuarenta por el sueco Hannes Alfv¨¦n, marca la difusa frontera entre la atm¨®sfera de nuestra estrella y el espacio exterior. Es curioso que tanto sus teor¨ªas como las de Eugene Parker (que a mediados de los cincuenta previ¨® la existencia del viento solar) fueran rechazadas por la comunidad cient¨ªfica de la ¨¦poca tild¨¢ndolas poco menos que de her¨¦ticas. El reconocimiento a ambos tard¨® mucho en llegar: el Nobel de F¨ªsica de 1970 para Alfv¨¦n y el bautismo de la sonda solar para Parker. Es la primera vez que la NASA da a una de sus naves el nombre de un cient¨ªfico vivo.

Estamos saliendo del m¨ªnimo del ciclo de 11 a?os de actividad solar. A medida que esta vaya aumentando, aumentar¨¢ tambi¨¦n el tama?o de la corona y la sonda Parker pasar¨¢ m¨¢s y m¨¢s tiempo dentro de la atm¨®sfera de nuestra estrella. Por ahora, superado ya el perihelio est¨¢ volviendo a ganar altura hacia la m¨¢s tranquila ¨®rbita de Venus. Como dir¨ªa el capit¨¢n del relato de Bradbury, ¡°rumbo Norte¡±.

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