Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

diciembre 13, 2006

Ulises en el Sol

El sol domina nuestro planeta y es responsable de la vida en él, y sin embargo aún estamos conociendo nuestr estrella, en parte gracias a largas misiones espaciales.

Fue Anaxágoras quien propuso en el siglo V antes de nuestra era la idea de que el sol era una bola gigante de metal muy lejana y más grande que el Peloponeso, y no precisamente la carroza de Helios, lo cual le ganó la prisión por hereje, premio destinado a más de un pensador científico enfrentados a las creencias irracionales e incontrastables. Se dice además que doscientos años después, Eratóstenes, quien midió con notable precisión la circunferencia terrestre, calculó que el sol estaba a una distancia de unos 149 millones de kilómetros de la Tierra, cifra muy cercana a lo que conocemos actualmente.

Pero fue Galileo Galilei el primero que, con espíritu estrictamente científico, se dedicó a una observación sistemática del sol. Su labor astronómica le costó la vista casi totalmente, pero dejó constancia de que el sol no era, como se creía, una esfera perfecta, sino un globo con manchas que Galileo consiguió elegantemente demostrar que no eran satélites o lunas, sino características de la superficie.

El sol es un reactor nuclear de fusión formado en un 74% por hidrógeno, un 25% por helio y rastros de diversos elementos más pesados. En su interior, los átomos de hidrógeno se fusionan formando helio y liberando luz y calor. El sol tiene bastante hidrógeno como para seguir funcionando durante unos 5 mil millones de años, cuando comenzaría, dicen los cosmólogos, la fusión del helio y el sol pasará a ser una estrella gigante roja. En su interior no hay ningún elemento sólido, sino que toda materia está en forma de gas y de plasma, el cuarto estado de la materia. Pero todo lo que la ciencia ha descubierto sobre el sol hasta hoy es poco comparado con lo mucho que aún ignoramos, además de los misterios nuevos que nuestro conocimiento nos ha enseñado que existen, como la aparente paradoja de que la superficie del sol tiene una temperatura de 6.000 grados Kelvin, mientras que su atmósfera o corona solar alcanza un millón de grados de temperatura, o los problemas que presenta su campo magnético.

Los cambios que sufre el sol no son en general perceptibles directamente en la Tierra, pero además del interés científico sobre nuestra estrella, que nos permite saber más sobre el universo, estos cambios han adquirido relevancia debido a que son capaces de afectar algo tan esencial como las telecomunicaciones. En su ciclo de actividad de 11 años, el sol tiene momentos de grandes "tormentas" solares y llamaradas que pueden alterar gravemente las comunicaciones inalámbricas, y lo han hecho en el pasado. Además, el campo magnético solar se invierte cada 11 años, dando como resultado un segundo ciclo de 22 años.

En 1990 el transbordador espacial Discovery lanzó la nave espacial robótica Ulises con objeto de conocer los polos norte y sur del sol, en especial su atmósfera y el llamado "viento solar", un flujo de partículas cargadas, principalmente electrones y protones, que expulsan las estrellas y que son responsables, entre otras cosas, de las tormentas magnéticas que afectan nuestras telecomunicaciones, y de las auroras boreales y australes. Las sondas enviadas anteriormente habían estudiado principalmente el ecuador solar, pero los polos de nuestro astro se habían mantenido fuera de nuestro alcance. Para poder estudiar los polos, la nave Ulises, dotada con instrumentos científicos aportados tanto por la NASA como por la Agencia Espacial Europea, fue lanzada hacia Júpiter, con objeto de utilizar la atracción gravitacional de ese gigante gaseoso para salir de la eclíptica (el plano más o menos coincidente con el ecuador solar en el que orbitan los planetas) y lanzarse hacia las más altas latitudes. Así, Ulises pudo observar al sol en la porción más tranquila (o de mínimas manchas solares) del ciclo de 11 años entre 1994 y 1995, y en la porción de mayor actividad de manchas solares entre 2000 y 2001. En noviembre de este año, la nave Ulises nuevamente pasó bajo el polo sur del sol, precisamente en los momentos en que se invirtió nuevamente el campo magnético solar, aportando numerosos datos sobre los efectos de este cambio en el viento solar, los rayos cósmicos galácticos y otros elementos del espacio. La observación iniciada en ese momento continuará sin cesar durante más de un año, con la pequeña nave de 370 kg haciendo una órbita alrededor del sol, de sur a norte, llegando al polo norte solar en noviembre de 2007 y terminando su observación en marzo de 2008.

Hasta hoy, Ulises nos ha enseñado mucho sobre el comportamiento del viento solar, la fuerza del campo magnético solar, las diferencias entre el viento rápido y lento y la difusión de los rayos cósmico sen la atmósfera solar. Además, la curiosa órbita perpendicular a la eclíptica de Ulises permite que esta nave haya recorrido áreas del espacio interplanetario en las que nunca había habido un aparato humano. Este hecho fue aprovechado por los diseñadores europeos y estadounidenses par realizar una serie de observaciones adicionales. Así, el paso de Ulises por Júpiter para salir de la eclíptica en 1991 y su segundo paso por el planeta en 2003-2004 fueron aprovechados para utilizar los instrumentos de la nave con objeto de estudiar el campo magnético de ese enorme planeta y su relación con el viento solar, obteniendo abundantes datos, además de conocer mejor la composición del planeta y confirmar algunas predicciones realizadas matemáticamente sobre el plasma cerca de Júpiter y de su luna Io.

Conducción y uso de una nave interestelar


Durante 16 años, de modo casi silencioso, de científicos y técnicos en Europa y Estados Unidos se han ocupado de seguir y guiar a la Ulises, de resolver los problemas inesperados de la misión y de recibir, procesar, decodificar e interpretar la enorme cantidad de datos que la misión ofrece de manera prácticamente continua. Sólo el sitio de la Agencia Espacial Europea (ESA) dedicado a la Ulises muestra una lista de más de 150 científicos implicados en el proyecto, además de los técnicos que dirigen la nave cotidianamente y cuyo trabajo ha permitido que la misión se prolongue mucho más allá del primer tránsito por el sol en 1995, que estaba marcado como el objetivo después del cual la misión terminaría. Su trabajo exige controlar una nave a gran distancia para que, por ejemplo, sus retrocohetes estabilicen y corrijan su trayectoria. Cuando la nave está en las cercanías de Júpiter, tales órdenes tardan en llegar unos 43 minutos y medio, de modo que los cálculos deben hacerse con asombrosa precisión para que durante más de 16 años una nave haya estado exactamente en el lugar del sistema solar que necesitaban los científicos, lo cual no es poca hazaña.

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