Solar Orbiter torna a la Terra abans de començar la seva missió científica principal

Navegant per risc

El sobrevol de la Terra de Solar Orbiter té lloc el 27 de novembre. A les 04:30 GMT (05:30 CET) d’aquell dia, la nau espacial estarà en la seva aproximació més propera, a només 460 km sobre el nord d’Àfrica i les illes Canàries. Això és gairebé tan a prop com l’òrbita de l’Estació Espacial Internacional.

La maniobra és essencial per disminuir l’energia de la nau espacial i alinear-la per al seu proper pas proper del Sol, però comporta un risc. La nau ha de passar per dues regions orbitals, cadascuna de les quals està poblada de deixalles espacials.

El primer és l’anell geoestacionari de satèl·lits a 36 000 km, i el segon és la col·lecció d’òrbites terrestres baixes a uns 400 km. Com a resultat, hi ha un petit risc de col·lisió. L’equip d’operacions de Solar Orbiter està supervisant la situació molt de prop i alterarà la trajectòria de la nau espacial si sembla que està en perill.

Oportunitat de ciències de la Terra

A més, el sobrevol ofereix una oportunitat única d’estudiar el camp magnètic de la Terra. Aquest és un tema d’intens interès perquè el camp magnètic és la interfície de la nostra atmosfera amb el vent solar, el “vent” constant de partícules emeses pel Sol. Les partícules del vent solar no només poden penetrar en el camp magnètic i provocar l’aurora als nostres cels, sinó que els àtoms de la nostra atmosfera també es poden perdre a l’espai.

Els detalls d’aquestes interaccions estan sent estudiats per dues missions de l’ESA: Clúster‘s quatre satèl·lits a 60 000 km d’altitud i eixam‘s tres naus espacials a 400 km. Es necessiten múltiples naus espacials per trencar l’anomenada ambigüitat espai-temps. Aquest és el nom que es dóna a la incertesa sobre si s’ha produït un canvi perquè una nau espacial ha volat a una regió diferent amb condicions diferents (un canvi a l’espai) o està volant per una regió que canvia les seves condicions (un canvi en el temps).

El sobrevol de Solar Orbiter ofereix una oportunitat única per agafar encara més dades. Escombrarà cap al camp magnètic de la Terra des de fora més enllà de l’òrbita de Clústers, s’aproparà a l’òrbita de Swarm a la màxima aproximació i després tornarà a sortir volant. Això proporcionarà encara més punts de dades a partir dels quals reconstruir l’estat i el comportament del camp magnètic de la Terra durant el sobrevol.

“Aquest sobrevol és emocionant: veure què veu Solar Orbiter a la nostra part de l’espai, i com es compara amb el que estem veient, i si hi ha sorpreses, quines són?” diu Anja Strømme, gerent de la missió Swarm.

Fase de creuer acabada

El sobrevolant marca una fita important per a Solar Orbiter. Des del seu llançament el febrer de 2020 fins al juliol d’aquell any, la nau espacial estava en la seva fase de posada en marxa, durant la qual els científics i enginyers van provar la nau espacial i els seus instruments. Des del juliol del 2020 fins ara, Solar Orbiter ha estat en fase de creuer. Durant aquest temps, els instruments in situ han estat fent mesures del vent solar i altres condicions al voltant de la nau espacial, mentre que els instruments de teledetecció dissenyats per mirar el Sol han estat en el seu mode de calibratge i caracterització estès.

Tot i que Solar Orbiter encara no està en mode científic complet, s’ha produït molta ciència.

“Centíficament, això va superar les nostres expectatives amb un gran marge”, diu Daniel Müller, científic del projecte Solar Orbiter. Explica que una actualització de la xarxa d’estacions terrestres de l’ESA va permetre a Solar Orbiter enviar més dades de les esperades a la Terra, i els científics de la missió s’han aprofitat ràpidament. Més de cinquanta articles que detallen els resultats científics de la fase de creuer de Solar Orbiter es publicaran al desembre a la revista Astronomy & Astrophysics.

Més a prop del Sol

Ara, però, és el moment de començar a operar els dos conjunts instruments junts a mesura que la missió passa a la fase científica principal i l’anticipació és palpable. Al març, Solar Orbiter farà el seu segon pas proper al Sol, anomenat periheli. El seu primer periheli va tenir lloc el juny de 2020, amb la nau espacial tancant als 77 milions de quilòmetres. Aquesta vegada, Solar Orbiter arribarà a uns 50 milions de quilòmetres, donant un impuls significatiu a la ciència que es pot fer.

“Això estarà a un terç de la distància entre el Sol i la Terra. Així que, en comparació amb totes les imatges interessants d’alta resolució que ja hem aconseguit, tot s’ampliarà aproximadament un factor de dos”, diu Daniel.

Això inclou noves visions de l’enigmàtic ‘fogueres’ que Solar Orbiter va veure al primer periheli. Les fogueres podrien contenir pistes sobre com l’atmosfera exterior del Sol té una temperatura de milions de graus, mentre que la superfície té una temperatura de milers, cosa que aparentment desafia la física perquè la calor no hauria de poder fluir d’un objecte més fred a un més calent.

I mentre Solar Orbiter no s’acosta tant al Sol com Sonda solar Parker de la NASA, això és per disseny perquè permet a Solar Orbiter no només mesurar el que està passant al vent solar, sinó també portar telescopis que puguin mirar el Sol sense ser destruïts per la calor. Els dos conjunts de dades es poden comparar per enllaçar l’activitat a la superfície del Sol amb el clima espacial al voltant de la nau espacial.

“Aquesta ciència d’enllaç és el que em sembla més emocionant”, diu Yannis Zouganelis, científic adjunt del projecte Solar Orbiter.

Repte d’observació

Però abans que això passi, Solar Orbiter ha de completar el seu sobrevol de la Terra. I això presenta una oportunitat per als observadors del cel amb ulls d’àguila per acomiadar-se definitivament de la nau espacial abans que es dirigeixi per sempre a l’espai profund.

En els moments previs a l’aproximació més propera, els observadors del cel de les Canàries i el nord d’Àfrica van poder veure una breu visió de la nau espacial que avançava a gran velocitat pel cel. Viatjarà a uns 0,3 graus per segon, que és una mica més de la meitat del diàmetre aparent de la Lluna cada segon. Per a la majoria d’observadors, serà massa feble per detectar-lo a simple vista i massa ràpid perquè els telescopis el rastregin, de manera que els prismàtics haurien de proporcionar la millor oportunitat de veure’ls.

Quan Solar Orbiter torni a emergir de l’ombra de la Terra, estarà en camí cap a la seva trobada amb el Sol i el regions polars solars mai vistes. La fase científica d’aquesta ambició missió haurà començat.

Per a més informació poseu-vos en contacte amb:
Relacions amb els mitjans de l’ESA
media@esa.int