'Sunrise', una aventura polar
Un gran telescopio solar sobrevolar¨¢ en globo el polo Norte para medir con alta resoluci¨®n el campo magn¨¦tico de nuestra estrella
Sobrevolar el polo Norte a 40 kil¨®metros de altura con una barquilla de dos toneladas de peso que contiene un telescopio solar tan grande como el mayor del mundo, con su instrumentaci¨®n de alta tecnolog¨ªa, en busca de valores m¨¢s precisos del campo magn¨¦tico solar, podr¨ªa ser una definici¨®n corta de la misi¨®n Sunrise en la que estamos implicados cinco instituciones espa?olas junto con otras de Alemania y los Estados Unidos. El globo estratosf¨¦rico Sunrise se intentar¨¢ lanzar el lunes 8 de junio, si las condiciones meteorol¨®gicas lo permiten, desde una estaci¨®n en el coraz¨®n de la Laponia sueca, 200 kil¨®metros al norte del C¨ªrculo Polar ?rtico.
Tradicionalmente, los f¨ªsicos solares nos hemos referido al "Sol en calma" por contraposici¨®n al "Sol activo", esto es, a aquellas regiones del Sol que poseen un intenso magnetismo. Actividad y magnetismo han sido palabras sin¨®nimas en la jerga especializada. As¨ª pues, decir "en calma" era equivalente a decir "no magn¨¦tico". Sin embargo, en los ¨²ltimos tres a?os, la comunidad solar ha sido testigo de una verdadera revoluci¨®n del concepto de "Sol en calma", puesto que ¨¦ste se ha observado cubierto casi por doquier de estructuras magn¨¦ticas que, por su peque?o tama?o, hab¨ªan escapado a la observaci¨®n hasta entonces.
El magnet¨®grafo IMaX, adem¨¢s de que ser¨¢ el primero europeo en vuelo, es el primer instrumento para plataforma aeroespacial ¨ªntegramente concebido, dise?ado, construido, e integrado en Espa?a por instituciones espa?olas
La barquilla descender¨¢ en paraca¨ªdas sobre alg¨²n lugar de la isla Victoria y entonces habr¨¢ que recuperar el telescopio y, sobre todo, los discos duros con los datos cient¨ªficos
Los avances cient¨ªficos m¨¢s recientes en F¨ªsica Solar y, en general en toda la Astronom¨ªa, suelen ir aparejados con avances tecnol¨®gicos. Hasta hace bien poco, los mejores datos espectropolarim¨¦tricos ten¨ªan resoluciones espaciales equivalentes a unos 400 kil¨®metros en la superficie solar. El sat¨¦lite japon¨¦s Hinode (con participaciones americana y brit¨¢nica), en ¨®rbita desde septiembre de 2006, viene realizando regularmente una espectropolarimetr¨ªa con resoluci¨®n espacial de 200 kil¨®metros en el Sol, gracias a que su telescopio de 50 cent¨ªmetros de abertura se encuentra fuera de la acci¨®n perturbadora de la atm¨®sfera. Ha sido precisamente este aumento en resoluci¨®n el que nos ha permitido encontrar las peque?as estructuras magn¨¦ticas, fundamentalmente horizontales, del Sol en calma. Como adem¨¢s tenemos constancia de que la resoluci¨®n no es a¨²n suficiente (los p¨ªxeles de nuestras c¨¢maras no est¨¢n llenos de estructuras magn¨¦ticas), tenemos certeza de que dar un paso m¨¢s en la tecnolog¨ªa, que nos traslade hasta unos 70 kil¨®metros de detalle en el Sol, nos permitir¨¢ dilucidar la distribuci¨®n espacial y comprender mejor las propiedades del campo magn¨¦tico solar.
Aumentar la resoluci¨®n espacial se consigue de forma directa si aumentamos el tama?o de nuestros telescopios. El telescopio solar al vac¨ªo de la Academia de Ciencias sueca, el m¨¢s grande actualmente en operaci¨®n en el mundo, con 1 metro de abertura, e instalado en el Observatorio de El Roque de los Muchachos en la isla de La Palma, est¨¢ comenzando a suministrar magnetogramas (mapas del campo magn¨¦tico) con resoluciones cercanas a los 70 kil¨®metros citados, pero la atm¨®sfera impide la m¨ªnima estabilidad que se requiere para que los datos alcancen la calidad necesaria. La ¨²nica soluci¨®n es liberarse de la atm¨®sfera manteniendo el tama?o del telescopio.
La misi¨®n Sunrise consiste precisamente en eso, en poner a 40 kil¨®metros de altura un telescopio de 1 metro de abertura. Si adem¨¢s esto se hace sobre el polo, con lo que se puede observar el Sol durante 24 horas al d¨ªa, las condiciones pueden ser las ¨®ptimas. El vuelo se realiza mediante un globo aerost¨¢tico proporcionado por la NASA, desde la estaci¨®n de lanzamiento de la Agencia Espacial Sueca en Esrange, cerca de Kiruna (Suecia), 200 kil¨®metros al norte del c¨ªrculo polar ¨¢rtico. Si la barquilla con toda la instrumentaci¨®n cient¨ªfica pesa unas dos toneladas, el conjunto con el globo, los cables y los paraca¨ªdas llega hasta las seis toneladas.
Semejante ingenio ascender¨¢ gr¨¢cilmente hasta que, a su altura de equilibrio de unos 40 kil¨®metros, los vientos presentes en la estratosfera transporten a Sunrise hasta el norte del Canad¨¢ durante cinco d¨ªas, circunvalando el polo Norte. Una vez all¨ª, tras separarse del globo, la barquilla con el telescopio y toda su instrumentaci¨®n descender¨¢n en paraca¨ªdas sobre alg¨²n lugar de la isla Victoria. En ese momento habr¨¢ que recuperar el instrumento y, muy en particular, los discos duros donde estar¨¢n almacenados los datos cient¨ªficos que, despu¨¦s, tendremos que analizar e interpretar. Todo los miembros del equipo internacional nos encontramos actualmente en Esrange ultimando los preparativos del lanzamiento con una actividad (ininterrumpida los fines de semana) que esperamos culmine el pr¨®ximo d¨ªa 8 por la ma?ana cuando, si los meteoros nos son propicios, despegar¨¢n los esfuerzos de siete a?os de un buen pu?ado de cient¨ªficos e ingenieros.
Un consorcio germano-hispano norteamericano emprendi¨® en 2002 esta aventura. Liderados por el Max Planck Institut f¨¹r Sonnensystemforschung (Katlenburg-Lindau, Alemania), el consorcio cuenta con el Kiepenheuer Institut f¨¹r Sonnenphysik (Friburgo, Alemania), el High Altitude Observatory (Boulder, Colorado, EEUU), el Instituto Ignacio da Riva de la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid, el Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias (IAC, La Laguna), el Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (INTA, Torrej¨®n de Ardoz), el Grupo de Astronom¨ªa y Ciencias del Espacio de la Universidad de Valencia (GACE) y el Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (IAA, Granada).
El telescopio cuenta con un correlador y un sensor de frente de onda que, de forma adaptativa, corrige las peque?as perturbaciones residuales que pueda sufrir, asegurando una punter¨ªa de 3,6 kil¨®metros sobre el Sol. Los instrumentos posfocales son SUFI (Sunrise Filter Imager), una c¨¢mara ultravioleta que permitir¨¢ alcanzar las mayores resoluciones jam¨¢s logradas (la resoluci¨®n es mayor en longitudes de onda UV), e IMaX (Imaging Magnetograph eXperiment) un magnet¨®grafo vectorial que permitir¨¢ obtener mapas del campo magn¨¦tico solar como hasta ahora nadie hab¨ªa conseguido.
El magnet¨®grafo IMaX ha sido fruto de la colaboraci¨®n entre el IAC, el IAA-CSIC, el INTA y el GACE-UV. Es el primer instrumento para plataforma aeroespacial ¨ªntegramente concebido, dise?ado, construido, e integrado en Espa?a por instituciones espa?olas. De hecho, es el primer magnet¨®grafo europeo en vuelo; sus dos anteriores precursores son norteamericanos. En su dise?o se han incorporado nuevas tecnolog¨ªas hasta ahora no probadas en el espacio, como el uso de retardadores ¨®pticos de cristal l¨ªquido realizados enal Display, S.A. Este novedoso dise?o hace de IMaX el precursor de otro magnet¨®grafo que hemos comenzado a desarrollar para volar en la plataforma Solar Orbiter de la ESA.
Jose Carlos del Toro Iniesta es investigador en el Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (CSIC)
Medir el campo magn¨¦tico
La espectropolarimetr¨ªa es el conjunto de t¨¦cnicas que se utilizan para la medida y el an¨¢lisis de la luz (radiaci¨®n electromagn¨¦tica) y de su estado f¨ªsico, atendiendo tanto a su composici¨®n en longitudes de onda (espectro) como a su estado de polarizaci¨®n. La polarizaci¨®n tiene que ver con la direcci¨®n de vibraci¨®n asociada a la radiaci¨®n electromagn¨¦tica. La espectropolarimetr¨ªa es esencial para medir el vector campo magn¨¦tico solar puesto que ¨¦ste deja sus huellas polarizadas en el espectro de la luz.
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