Científicos andaluces ultiman la electrónica de un instrumento de la misión Solar Orbiter de la ESA

Entre los objetivos científicos más importantes del nuevo capítulo espacial de la ESA, que arrancará en 2017, serán la determinación in situ de propiedades dinámicas del plasma, los campos y las partículas en la heliosfera interna. Asimismo, el consorcio investigador que trabaja en esta misión analizará, entre otras cuestiones, la dinámica de la atmósfera solar -altamente magnetizada- desde distancias muy próximas; y la identificación de los vínculos entre la actividad magnética solar superficial y la evolución resultante en la corona y la heliosfera. Una de las partes más importantes del proyecto es la observación y caracterización completa de las regiones polares cuando se las observa desde latitudes altas.

Con este proyecto espacial, la comunidad científica pretende entender el papel que desempeña el campo magnético como elemento clave para dar cuenta de la variabilidad y el magnetismo estelares o de la rotación, los flujos meridionales y la topología magnética cerca de los polos del Sol, para así poder desentrañar la dinamo solar. También, Solar Orbiter investigará la variabilidad de la radiación solar desde la cara oculta del Sol (vista desde la Tierra) y de los polos, y desvelará el flujo de energía entre las diferentes capas atmosféricas que están acopladas.

Para la consecución de estos objetivos científicos se usarán dos tipos de instrumentos: un analizador del viento solar, un analizador de ondas del plasma, un magnetómetro, varios detectores de partículas energéticas, un detector de polvo interplanetario, un detector de partículas neutras y un detector de neutrones; e instrumentos de observación remota: una cámara que proporcione una imagen de alta resolución del disco completo en el ultravioleta lejano (EUV), un espectrómetro de alta resolución para el EUV, un radiómetro, un coronógrafo que opere en el visible y el EUV y, por último un magnetógrafo (PHI) de alta resolución con su correspondiente telescopio visible.

Los investigadores del IAA-CSIC trabajan sobre esta última herramienta. Además de ser responsables de toda la electrónica del instrumento, fabricarán el dispositivo de análisis de los datos a bordo de la nave en tiempo real, con el fin de traducir la señal de polarización a parámetros físicos (básicamente, las tres componentes del vector campo magnético y las velocidades a lo largo de la línea de visión).

Las limitadas capacidades telemétricas de la misión obligan a este tipo de análisis ultrarrápidos que, por otra parte, imposibles de llevar a cabo en tierra hasta la fecha. “De hecho, el tipo de dispositivo que proponemos es interesante no sólo para vehículos espaciales como Solar Orbiter, sino también para los instrumentos que se están diseñando en la actualidad para la nueva generación de telescopios terrestres: por ejemplo, el Advanced Technology Solar Telescope de cuatro metros de diámetro, o el futuro European Solar Telescope que tendrá entre 3 y 5 metros de diámetro”, asegura el investigador principal, José Carlos del Toro.

El proyecto de diseño conceptual de un inversor electrónico de la ecuación de transporte radiactivo, dotado con 312.524 euros, comienza a desarrollar la herramienta que permita interpretar el espectro solar en términos de cantidades físicas. PHI pretende cartografiar el campo magnético y las velocidades de zonas seleccionadas del Sol mediante el estudio del estado de polarización de la luz, el cual viene gobernado por el efecto Zeeman, esto es, por el hecho de que el espectro solar se forma en presencia de campos magnéticos: estos últimos son el objeto de la medida.

PHI consta esencialmente de un telescopio de baja resolución que proporciona una imagen del Sol completo, que sirve de contexto para el resto de instrumentos de la nave y que se utiliza para la estabilización de la imagen (con la ayuda de un detector de limbo), un telescopio de alta resolución que ilumina el paquete de modulación de polarización y, finalmente, un interferómetro Fabry-Perot que envía la señal de polarización al detector

El IAA de Granada se ha planteado como objetivo científico genérico contribuir al aumento del bagaje de conocimientos sobre el universo, desde lo más inmediato, en el sistema solar, hasta una escala global del universo en su conjunto, mejorando la descripción del mismo y analizan do los procesos físicos que en él tienen lugar. Por la compleja natraleza del objeto de estudio, se realiza una aproximación multidisciplinar desde la teoría, observación y tecnología en distintas áreas de la física y de la ingeniería. Así, desde el instituto se llevan a cabo diferentes programas científicos con objetivos y plazos específicos, que abarcan las cuatro grandes áreas de la astrofísica: sistema solar; formación, estructura y evolución estelar; sstructura y evolución de las galaxias; y cosmología.

Los telescopios instalados en el Observatorio de Sierra Nevada (OSN), responden a una política científica con el objetivo claro de tener acceso continuado a unos medios de observación que permitan establecer proyectos científicos de largo alcance. Este hecho añade una especial singularidad al centro y es a la vez un reto y un acicate en la investigación del IAA. El diseño y construcción de instrumentos para el OSN, así como de otros susceptibles de ser embarcados en vehículos espaciales, no sólo sirven de apoyo a la investigación básica que se desarrolla en los diferentes grupos de investigación del IAA, sino que supone en sí mismo una actividad de importancia capital para combinar adecuadamente la investigación y el desarrollo.