UNIVERSITAT DE VALENCIA

Un grupo multidisciplinar de investigadores de la Universitat de València está diseñando instrumental para la misión Solar Orbiter que la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA lanzarán en 2018 con el objetivo de acercarse al Sol hasta menos de un tercio de la distancia entre la estrella y la Tierra. En el grupo participa Vicente Domingo, profesor honorario y director científico del satélite SOHO, misión para estudiar el Sol y de la cual hace unas semanas, en París, se celebró un acto conmemorativo por los 20 años del inicio de la operación.

Personal investigador del GACE/LPI (Grupo de Astronomía y Ciencias del Espacio, Laboratorio de Procesado de Imágenes), del Departamento de Ingeniería Electrónica (Escuela Técnica Superior de Ingeniería) y del Departamento de Astronomía y Astrofísica (Facultad de Física) de la Universitat de València trabajan en las fases finales de desarrollo y fabricación del instrumental PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) que irá a bordo del satélite Solar Orbiter de la ESA.

PHI es un instrumento considerado el sucesor d’IMaX (de la anterior misión SUNRISE) y estudiará el campo magnético solar, medirá el desplazamiento del plasma fotosférico y realizará análisis heliosísmicos. Actualmente esta herramienta se está desarrollando por institutos alemanes lideratos por el MPS (Max-Planck-Instituto für Sonnensystemforschung); un instituto francés (Institut d’Astrophysique Spatiale); y un consorcio español liderato por el IAA/CSIC (Instituto de Astrofísica de Andalucía) donde participa la Universitat a través del grupo GACE, así como colaboraciones de otros países. El equipo investigador lleva trabajando más de 10 años en el proyecto, desde la primera fase de definición científica del instrumento hasta la etapa actual de fabricación e integración del modelo de vuelo.

“Para su misión, Solar Orbiter seguirá una órbita fuera de la eclíptica (plan orbital terrestre) hasta un ángulo mayor de 30º, hecho que permitirá observar por primera vez los polos del Sol con alta resolución”, explica José L. Gasent Blesa, gestor del Proyecto IMaX-PHI en la Universitat. La misión incluye instrumentos de observación a distancia como el propio PHI e instrumentos que analizarán los flujos de partículas emitidos desde el Sol y recibidos por el satélite. La combinación de los 10 instrumentos al satélite permitirá componer una descripción global del Sol y del entorno interplanetario sin precedentes hasta ahora.

PHI consta básicamente de dos unidades: la unidad electrónica y la unidad óptica, con un telescopio de alta resolución y un telescopio de disco solar completo. Además de proporcionar datos del Sol con una alta resolución, PHI será pionero en la utilización de varias tecnologías en el espacio. Además, la estrategia del procesamiento de datos de PHI es muy relevante porque se realizará autónomamente a bordo del satélite, antes de enviar los resultados a la Tierra utilizando un complejo proceso de compresión.

“El grupo de la Universitat de València contribuye a la definición científica de PHI, y es responsable de la programación del código del simulador del instrumento; del diseño, fabricación y verificación del sistema de conversión y distribución de potencia; y de los módulos estructurales de la unidad electrónica. También se encarga del análisis estructural de dicha unidad y apoya a la verificación del instrumento con ensayos estructurales y de choque, o compatibilidad electromagnética”, ha explicado José Luis Gasent.

Actualmente la tarea investigadora de los físicos solares del grupo GACE, dirigidos por Vicente Domingo, se centra en el estudio de pequeñas estructuras magnéticas presentes en la superficie solar, también llamada fotosfera, que contribuyen al comportamiento global del Sol, incluyendo el campo magnético y la emisión de energía. Estas estructuras magnéticas también permiten trazar fenómenos recurrentes en Sol, como los cambios que experimenta la estrella a lo largo de su ciclo de actividad.

Proyecto SUNRISE

El grupo ha participado en la misión SUNRISE, consistente en un telescopio de un metro de diámetro lanzado en un globo estratosférico, a aproximadamente 40 km de altitud, en el programa NASA Long Duration Balloon. En el proyecto colaboran Kiepenheuer Institut für Sonnenphysik); el HAO (High Altitude Observatory) y LMSAL (Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory) de EEUU, y prácticamente el mismo consorcio español que trabaja en PHI, formado por el IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), la IAA/CSIC, el INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial), la Universitat de Barcelona, la Universidad Politécnica de Madrid y la Universitat de València. José Carlos del Toro Iniesta (IAA/CSIC) es el coinvestigador principal de este proyecto y del instrumento PHI.

La misión ha volado en dos ocasiones (junio de los años 2009 y 2013, desde Kiruna, Suecia, y hasta el norte de Canadá) y ha obtenido imágenes solares sin interrupción, sin ciclo día-noche, de una calidad excelente, puesto que apenas hay perturbaciones atmosféricas. El consorcio español es el responsable de IMaX (Imaging Magnetograph eXperiment), instrumento principal de la misión.

“IMaX permite estudiar con una extraordinaria calidad y resolución, espacial y temporal, el campo magnético y los flujos de velocidades en la superficie solar. Se han publicado múltiples artículos de investigación basados en datos de IMaX y SUNRISE”, ha detallado Julián Blanco, físico solar del grupo de la Universitat de València. Actualmente se trabaja para conseguir un tercer vuelo de SUNRISE con instrumentación nueva (que incluye también IMaX+), ampliando la colaboración en instituciones japonesas, proceso en que GACE tendrá nuevamente una importante participación (definición científica, análisis y reducción de datos, ingeniería electrónica, e ingeniería estructural).

Vicente Domingo

Vicente Domingo Codoñer es profesor honorario en el Departamento de Astronomía de la Universitat de València y miembro del GACE/LPI. Tiene una extensa experiencia investigadora en el ámbito de la física nuclear y de partículas, en física solar y en proyectos espaciales. Ha trabajado, entre otros, en el IFIC/CSIC-UV, en el Centre d’Éstudes Nucléaires (Francia), en el CERN (Suiza), la Universidad de La Paz (Bolivia), en el MIT (EEUU) y en la University of Colorado (EEUU). En 1970 entró a formar parte de la ESA, y fue el científico responsable del proyecto de la misión SOHO, de la Agencia Espacial Europea, durante el desarrollo hasta el año 1995. Entre 1995 y 1998 fue director de su funcionamiento desde el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Maryland (EEUU). El año 2000 Vicente Domingo volvió a la Universitat de València para formar un grupo de física solar y de desarrollo de instrumentación espacial para misiones solares, dentro del Grupo de Astronomía y Ciencias del Espacio (GACE).

Satélite SOHO

El satélite SOHO es una misión conjunta ESA/NASA, el objetivo fundamental de la cual es el estudio del Sol desde una órbita situada entre la Tierra y el Sol, próxima en su punto de Lagrange L1. SOHO, lanzado en diciembre de 1995, empezó las operaciones el mayo de 1996 con una duración nominal de dos años. Lleva ahora los 20 años de funcionamiento y es el satélite de observación solar con más edad de la historia.

“El conocimiento del Sol ha crecido exponencialmente gracias a las contribuciones de SOHO en cuanto a brillantez, flujos de partículas y relación con la Tierra. Con los datos aportados por el satélite, se han escrito hasta la actualidad más de diez mil artículos científicos. También es la mayor misión para la búsqueda y descubrimiento de cometas, con más de tres mil, un número significativo de los cuales ha sido descubierto por aficionados”, ha comentado Julián Blanco.

Este mes de mayo, y para celebrar el 20 aniversario del comienzo de las operaciones científicas de este satélite, los principales responsables de los grupos de desarrollo del mismo se reunieron en París. Vicente Domingo, director científico de la misión durante más de 10 años, fue uno de los invitados destacados.