El Sol es la estrella más cercana y su estudio es tan importante que, literalmente, nos va la vida en ello. Actualmente hay dos misiones espaciales que están estudiando el Sol de cerca: la Parker Solar Probe de la NASA y la Solar Orbiter de la ESA. Pero esto no es suficiente para vigilar todos los aspectos de la actividad solar y en los próximos años hay previstas varias misiones con la heliofísica como objetivo principal. La primera es Vigil de la ESA, un observatorio solar que despegará en 2031 —originalmente era en 2029— y estará situado en una órbita de halo alrededor del punto de Lagrange ESL-5 del sistema Tierra-Sol. Este punto está situado en la órbita terrestre, pero a 60º por detrás. Esto significa que Vigil podrá ver gran parte del hemisferio solar que es invisible desde nuestro planeta. Aunque desde el punto L4, situado 60º por delante, también se ve la otra parte de este hemisferio, desde el punto L5 se pueden observar las regiones de Sol que serán visibles desde la Tierra en el plazo de días.
Esto es especialmente importante para controlar las eyecciones de masa coronal (CMEs) o grupos de manchas solares susceptibles de generar fulguraciones energéticas que puedan afectar a la Tierra. De esta manera tendremos más tiempo para prepararnos ante las tormentas solares más potentes que se dirijan directamente hacia nuestro planeta (un mínimo de doce horas). Vigil no es la primera misión espacial que observará el hemisferio solar opuesto a la Tierra, pues las dos sondas STEREO de la NASA ya se dedicaron a esta tarea, pero sí que será la primera que vigile este hemisferio Sol de forma estable desde el mismo punto, garantizando la estabilidad de las observaciones (las sondas STEREO iban rodeando el Sol al no estar en un punto fijo con respecto a la Tierra).
Vigil, antes denominada Lagrange, es un observatorio de 2,5 toneladas —incluyendo 1,3 toneladas de propelentes— que será construido en el Reino Unido por Airbus Defence and Space y vigilará el Sol durante un mínimo de 7,5 años. Aunque tardará unos 45 meses en llegar al punto L5, a partir de los 26 meses ya estará operativo como vigilante solar. Incluirá el coronógrafo CCOR —con un campode 2,5 a 25 radios solares y una resolución de 2 minutos de arco, con una cadencia de 5 minutos— y las dos cámaras heliosféricas italianas HI para vigilar las CMEs —con un campo de 4º a 70º y una resolución de 3,5 a 6 minutos de arco, con 30 minutos de cadencia—, los dos telescopios JEDI para ver el sol en ultravioleta extremo —de 13 a 30 nanometros, con un campo de 43 x 61 minutos de arco, una resolución espacial de 3,2 segundos de arco y una cadencia de 5 minutos—, el instrumento PMI del Instituto Max Planck de Alemania para analizar los campos magnéticos del disco solar, así como un magnetómetro británico (MAG) y un instrumento para estudiar el plasma (PLA), también británico, a la distancia de la Tierra, pero con 60º de desfase. Dos instrumentos serán suministrados por Estados Unidos: CCOR (Compact Coronograph) por la NOAA y el US Naval Research Laboratory y la cámara ultravioleta JEDI (Joint EUV coronal Diagnostic Investigation) por la NASA.
Eso sí, es posible que Vigil no sea la primera misión heliofísica que llegue al punto L5. China planea lanzar antes la misión Xihe 2 (羲和二号) con el mismo objetivo. Xihe 2, también conocida como LAVSO (Lagrange-V Solar Observatory) será un observatorio de 1,7 toneladas que incluirá una cámara para estudiar la polaridad del campo magnético de la fotosfera solar, una cámara para el ultravioleta extremo —de 13 a 17 nanometros, con un campo de visión de 54 x 54 minutos de arco y una cadencia de 20 segundos—, un coronógrafo que observará la corona para seguir la evolución de las CMEs —con un campo de visión de 1,3 a 15 radios solares, una cadencia de 5 a 20 minutos y una resolución de 3,7 a 70 segundos de arco—, un espectrómetro de rayos X y gamma —en los rangos de energías de 10 a 200 keV, de 10 a 100 MeV—, así como un instrumento para medir el plasma. El proyecto está a cargo de la empresa estatal SAST, la Administración Meteorológica de China y la Universidad de Nanjing. Xihe 2 tardará dos años en llegar al punto L5 y su misión científica será de un mínimo de 5 años. Cada día la misión debe enviar unos 230 GB de datos. Hace un año el lanzamiento estaba previsto para 2026, pero, incluso si se retrasa, tiene todas las papeletas para adelantar a Vigil en su labor de vigilante del Sol desde L5.
China planea lanzar otra misión heliofísica denominada SCOPE (Solar Close Observations and Proximity Experiments) con el fin de estudiar la zona cercana al Sol, con especial énfasis en la medición directa del campo magnético de la corona y el cálculo del espesor de la zona en la que se aceleran las CMEs por reconexión de las líneas del campo magnético. SCOPE tendrá un perihelio de tan solo 5 radios solares (3,5 millones de kilómetros), más o menos la mitad de la Parker Solar Probe de la NASA (situada en una órbita de 10 x 158 radios solares). Por contra, el afelio estará situado a 125 radios solares. La órbita estará además inclinada a unos 65º para permitir estudiar los polos solares, una de las prioridades de la comunidad científica. Para conseguir esta órbita, SCOPE será lanzada en una órbita solar y, tras realizar una maniobra propulsiva de espacio profundo, sobrevolará la Tierra y efectuará otra maniobra propulsiva para situarse en una trayectoria hacia Júpiter. SCOPE empleará la potente gravedad del gigante joviano para reducir su velocidad y poder acercarse al Sol en una órbita con una gran inclinación con respecto a la eclíptica.
Con el fin de reducir su afelio, que inicialmente llegará a Júpiter, SCOPE usará propulsión eléctrica cerca del perihelio en maniobras de tipo Oberth y sobrevuelos de Venus hasta alcanzar los 125 radios solares (87,5 millones de kilómetros). Además de instrumentos para medir el plasma, el campo magnético y el viento solar, SCOPE llevará una cámara en ultravioleta lejano, todo un desafío de diseñar para que pueda soportar las altísimas temperaturas tan cerca del Sol. De paso, los instrumentos de plasma y partículas también estudiarán la magnetosfera de Júpiter durante el sobrevuelo del planeta. La misión tendrá una duración de 15 años. SCOPE es un proyecto dirigido por la Academia China de las Ciencias (CAS) con la participación de los Observatorios Yunnan. El estado exacto de su desarrollo se desconoce, pero teniendo en cuenta lo ambicioso de la misión es de esperar que no despegue antes de 2035.
Viajar hasta Júpiter para poder estudiar los polos del Sol no es nuevo, pues la sonda Ulysses de la ESA ya lo hizo en los años 90, aunque su instrumentación estaba limitada por la tecnología de la época. SCOPE analizará los polos solares gracias a su inclinación superior a los 60º. Justamente, la comunidad científica estadounidense considera una prioridad observar los polos del Sol desde una órbita solar polar similar a la de Ulysses. En un reciente informe de las National Academies de EE. UU., se apunta a la necesidad de que la NASA lance una misión de tipo Flagship —las más caras de la agencia espacial— de este tipo. La misión, denominada genéricamente SPO (Solar-Polar Orbiter), debería comenzar su desarrollo en 2029 para despegar a partir de 2037 y salir por unos 2100 millones de dólares. SPO estaría equipada con un magentógrafo Doppler, una cámara ultravioleta, un coronógrafo ligero de diseño avanzado, espectrómetros y sensores para diferentes partículas, un magnetómetro y una cámara heliosférica. La órbita tendría una inclinación de 70º como mínimo con un periodo de tres años (los pasos sobre cada polo solar durarían 3 meses cada uno). La misión duraría como mínimo un ciclo de actividad solar (11 años).
A diferencia de SCOPE o Parker Solar Probe, SPO no se acercaría mucho al Sol, sino que su perihelio sería de unos 110 millones de kilómetros. La distancia al Sol durante los pasos por los polos sería de entre 135 y 330 millones de kilómetros, comparable a la órbita de la misión Ulysses. SPO no ha sido aprobada todavía, pero es de esperar que la NASA recoja el guante de la comunidad científica y proponga formalmente en unos años esta misión o una muy parecida. Esperemos que tenga más suerte que otras propuestas similares de los últimos años.
Aditya-L1 de la ISRO no está tan cerca pero también estudia al Sol..
https://en.wikipedia.org/wiki/Aditya-L1
Allí también se encuentra la DSCOVR
https://www.nesdis.noaa.gov/current-satellite-missions/currently-flying/dscovr-deep-space-climate-observatory
https://danielmarin.naukas.com/2015/02/12/lanzado-el-observatorio-dscovr-de-la-nasa-falcon-9r/
Y ya hemos hablado de ella por aquí: https://danielmarin.naukas.com/2023/09/03/lanzado-el-observatorio-solar-indio-aditya-l1/
Veo que China también se ha unido a la moda de hacer acrónimos que generen palabras sugerentes. Ya tenemos en toda l exploración espacial suficientes para hacer un pequeño diccionario de acrónimos espaciales
Parece que las sondas van armadas hasta los dientes, como si fueran para la guerra. Y no es para menos, tienen en frente a un monstruo de 5.500 *C en su superficie, que les arroja toda clase de artillería, desde partículas eléctricas a 800 km por segundo hasta disparos masivos de plasma y campos magnéticos.
Si dos países-regiones distintas ponen tanto esfuerzo en una misión que como con algunas otras, con una sola se comparten resultados, debe tener una importancia relevante.
Los grandes daños en las comunicaciones satelitales, electrónicas y sobre todo en las extensas redes de transmiciones eléctricas son las que están en juego.
Y con pocas horas de anticipación, es importante reaccionar lo antes posible.
¿Qué se puede hacer?
A los meteoritos se los puede desviar, ¿al plasma en cantidades desproporcionadas?…
Sólo apagar el motor.
Los satélites se ponen en modo seguro y las grandes compañías eléctricas podrían proteger los transformadores de las redes de transmisión eléctrica, que serían los más perjudicados dejando a grandes zonas del mundo sin electricidad durante probablemente varios meses, simplemente apagándolos antes de la llegada de la tormenta solar hasta que pase, que por suerte duraría pocas horas.
Sería como la diferencia del buen torero que deja pasar al toro o se lleva un recuerdo del toro al Hospital. Mejor prevenir que curar dice el refrán.
Daniel creo que hay una errata o más puntos Lagrange de los que conozco.
. Aunque desde el punto L6, situado 60º por delante..
¿Gazapo?
Gracias por la soleada entrada de hoy.
Creo que se refería a L4
Eso pensé. Corregido.
Daniel, gracias por el artículo
También hay que reconocer el trabajo del SST, el telescopio solar de Suecia instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. Uno de los hallazgos de este instrumento son las imágenes del limbo solar en el límite de la parte visible del sol.
La superficie solar consiste en una estructura celular irregular causada por las variaciones de la temperatura. Las celdas, llamadas “gránulos”, evidencian la convección, que es el mecanismo mediante el cual se transporta el calor hasta la superficie, como sucede al hervir agua cuando las burbujas de aire suben desde el fondo. Cada gránulo solar tiene una superficie aproximada de dos veces la Península Ibérica.
Con la resolución de 75 km del SST, las manchas solares y los “poros” oscuros más pequeños se hunden en los bordes de la granulación. Este fenómeno, llamado depresión de Wilson, se había deducido de las observaciones de menor resolución de las grandes manchas solares, pero nunca se habían resuelto directamente hasta ahora.
https://www.iac.es/en/outreach/news/la-superficie-del-sol-en-tres-dimensiones
Empieza a ser hora de apostar más por la interferometría y empezar a resolver la superficie de estrellas cercanas en el visible e infrarrojo.
Hace años pensaba que la interferometría óptica iba a ser una revolución que dejaría obsoleto el Hubble pero por lo visto esta revolución viene con demora.
Hombre, ya la interferometría en el visible / infrarrojo tiene una resolución mucho mejor que la del Hubble. El problema es que no somos capaces de conectar a la vez suficientes telescopios como para que la reconstrucción de las imágenes sean lo suficientemente fidedignas y detalladas.
Un ejemplo
https://www.eso.org/public/spain/news/eso2417/
Pero sí, esto avanza con mucha lentitud. De ahí que yo creo que es hora de empezar a invertir dinero en este campo.
Así, tan bien recopiladas en un solo artículo, pueden parecer muchas sondas para un mismo propósito, pero la inmensidad de la tarea y los plazos tan largos hacen que me sepa a poco.
Las sondas espaciales, a diferencia de los satélites de comunicaciones de las mega constelaciones, fabricados en serie, requieren cada una mucha investigación, desarrollo e innovación, de modo que además de cumplir sus objetivos concretos, impulsan técnicas que serán útiles en muchos ámbitos. Por ejemplo, me imagino que haber sabido hacer un telescopio capaz de soportar las condiciones de la cercanía al sol habrá potenciado el desarrollo de nuevos materiales. No hay más que ver la figura «Diseño de la óptica de SCOPE (CAS)», con partes del telescopio que tienen un punto de fusión de 3000°C.
Es de desear que el largo plazo al que dan beneficios las sondas que nos previenen de catástrofes astronómicas, como las solares o de asteroides, no frene su desarrollo, su producción y su lanzamiento, pues con ellas ganamos todos.
La meteorología espacial está ya asentada y los gobiernos saben lo necesario que es conocer el Sol y su variabilidad, al igual que la meteorología terrestre.
Estas son las sondas solares futuras. Hay en el presente otro buen puñado en funcionamiento. Y el año que viene se lanzará la SMILE, de China y la ESA.
Creo que por ahí estamos cubiertos.
¿Cuantas naves similares caben en una órtbita de halo en un punto de Lagrange? ¿No hay riesgo de colisión?
No. Es un espacio muy grande.
Los Puntos de Lagrange son como islas de equilibrio y estabilidad orbital,
su tamaño varía dependiendo del planeta o la luna,
su tamaño aumenta a medida que el cuerpo está más lejos del Sol
Ese espacio en los puntos de Lagrange es realmente mucho lo muy grande,:
en el sistema Tierra-Sol, esos puntos de Lagrange son una zona muy extendida.
mucho mas grande,
que el espacio en las órbitas terrestres y los satélites que andan por aquí cerca,
en la dirección orbital son como unos 800.000 kilometros de ancho (!);
en comparación las de Neptuno tienen unos 3200 millones de kilómetros de ancho.
Según leo, el contrato de construcción de Vigil se ha presupuestado en 340 M€, un precio razonable para el objetivo que se ha marcado. Entiendo que el lanzamiento y seguimiento van a parte.
https://www.esa.int/Space_Safety/Vigil/Airbus_to_build_ESA_s_Vigil_space_weather_forecasting_mission#:~:text=ESA%20has%20signed%20a%20contract,may%20cause%20disruption%20on%20Earth.
Supongo que a eso tendrás que añadirle también todos los desarrollos previos, que vienen de cuando la propuesta se llamaba Lagrange. Por ejemplo, en 2019 ya recibió dinero pero no sé cuánto.
https://danielmarin.naukas.com/2019/11/29/cumbre-ministerial-de-la-esa-2019-mas-dinero-para-el-espacio/
«La misión británica Lagrange no logró la financiación prevista y por ahora solo se podrán desarrollar sus instrumentos (cuando una misión espacial no recibe dinero suficiente para ser aprobada, el premio de consolación es poder desarrollar los instrumentos, que es una forma diplomática de decir que el programa continúa, pero que sufrirá retrasos y no se puede descartar una posible cancelación). Lagrange es un observatorio solar que estará situado en el punto de Lagrange L5 del sistema Tierra-Sol. De esta forma será capaz de ver las regiones activas de nuestra estrella antes de que sean visibles desde la Tierra. O sea, será una especie de sistema de alerta temprana de tormentas solares.»
Por ejemplo, aparte de la contribución británica al desarrollo de algunos instrumentos, que no lo encontré, sí que encontré esto de que los alemanes habían aportado 30 millones en el 2022 para el desarrollo y construcción del instrumento PMI.
https://www.dlr.de/en/latest/news/2022/04/esa-ministerial-council-meeting-in-paris
También habría que añadir las aportaciones italianas para financiar los instrumentos que liderarán ellos y habría que tener en cuenta la participación estadounidense, también aportando instrumentos.
Vamos, que la cifra del programa será mucho más elevada.
Gracias por la info, Pochi. Ya decía yo que me parecía barata.
Hola,
Tengo dudas sobre el gràfico que copio al pie. Habla sobre la maniobra de SCOPE entre la Tierra, Venus y Jupiter. está enmarcado en una cuadrícula en 1.5 UA, donde interpreto la órbita terrestre a una UA, la de Venus menor, la estrella azul asumo la nave, pero no veo cómo Jupiter puede estar representado en esa escala.
Magníficos artículo, cómo ya es habitual.
https://danielmarin.naukas.com/files/2024/12/Ga_4KjIWYAAPEst.jpeg