Solar Orbiter fa les primeres mesures

Solar Orbiter, la nova sonda de l’Agència Espacial Europea (ESA) per a l’exploració del Sol, va ser llançada sense problemes el passat dilluns 10 de febrer, des de Cap Canaveral a Florida i ara viatja cap a la nostra estrella. Serà un llarg viatge ja que per assolir la seua meta necessitarà una assistència gravitatòria de la Terra i diverses de Venus per a que d’aquesta manera poder sortir del plànol de l’eclíptica i explorar els pols solars.

Solar Orbiter porta a bord un conjunt de 10 instruments, alguns d’ells per fer mesures in situ  i d’altres de teledetecció per observar la superfície solar turbulenta, l’atmosfera exterior calenta del Sol i els canvis del vent solar. Els instrumentes de teledetecció obtindran imatges d’alta resolució de l’atmosfera del Sol (la corona) i del disc solar. Els instruments in situ mesuraran el vent solar i el camp magnètic solar als voltants de l’òrbita.

Els quatre instruments in situ mesuren ara mateix les propietats ambientals al voltant de la nau, especialment les característiques electromagnètiques del vent solar, el corrent de partícules carregades que allibera el Sol. Tres d’aquests instruments in situ compten amb sensors en el braç de 4,4 m de llarg.

“Mesurarem valors de camps magnètics milers de vegades més petits que els que coneixem a la Terra -assenyala Tim Horbury, de l’Imperial College de Londres, principal investigador del magnetòmetre (MAG) -. Fins i tot els corrents en els cables elèctrics de la sonda generen camps magnètics molt més grans que els que necessitem mesurar. Per això, els nostres sensors estan instal·lats en un braç, per mantenir-los allunyats de l’activitat elèctrica de la nau “.

Les dades recollides amb l’instrument MAG durant el desplegament del braç de la nau espacial Solar Orbiter de l’ESA mostren com el camp magnètic disminueix des de la proximitat de la nau espacial fins on es despleguen realment els instruments. ESA/Solar Orbiter/MAG.

Els controladors de terra del Centre Europeu d’Operacions Espacials de Darmstadt (Alemanya) van activar els dos sensors del magnetòmetre, un prop de l’extrem de braç i un altre més a prop de la nau, unes 21 hores després de l’enlairament. L’instrument va registrar dades abans, durant i després de desplegar-se el braç, el que va permetre als científics comprendre la influència de la nau en els mesuraments una vegada ja es troba en l’entorn espacial.

Solar Orbiter es comunica amb la Terra unes 10 hores al dia, actualment des del l’estació de Cebreros, a prop de Madrid. Dades del 24 de febrer, ja a quasi 7 milions de km de la Terra. ESA

Les dades rebudes mostren com es redueix el camp magnètic des dels voltants de la nau fins al punt on estan desplegats els instruments -afegeix Tim-. Això confirma de manera independent que el braç s’ha desplegat i que els instruments realment proporcionaran en el futur mesuraments precisos “.

Més informació de la missió:
La missió Solar Orbiter de camí cap al Sol

Imatges:

1.- Llençament de Solar Orbiter la matinada del 10 de febrer 2020 des del Kennedy Space Center, Cape Canaveral, Florida, USA. ESA–S. Corvaja.

Amb el Fòrum Catarroja per parlar de contaminació lumínica i sostenibilitat

Invitat pel Fòrum Catarroja, i dins de les activitats que s’estan duent a terme al voltant de la sostenibilitat, fa uns dies vaig tindre el plaer de parlar d’un problema mediambiental poc coneguda pel públic però que té grans efectes sobre el medi ambient i la salut humana.

Es tracta de la contaminació lumínica, i, al contrari del que ens pretenen vendre, en la majoria de les nostres ciutats l’actual enllumenat públic no compleix les regles bàsiques de la sostenibilitat. Només algunes ciutats valencianes com Riba-roja de Túria, Meliana, Aras de los Olmos, Albalat dels Sorells i València s’han sumat de veritat a tindre unes llums càlides més amigables amb el medi ambient i amb la salut humana.

La sostenibilitat, i el desenvolupament sostenible, per definició inclou sempre obligatòriament els tres àmbits econòmic, social i ambiental. Així el desenvolupament sostenible requereix un desenvolupament tant econòmic (cal anar cap a l’eficiència) com social (no afectar el benestar de la població) mentre es protegeix el medi ambient. En el moment que no es té en compte un o dos d’ells deixa de tractar-se de sostenibilitat.

Moltes vegades la instal·lació de l’enllumenat públic, fins i tot el més modern amb LED de llum excessivament blanca, no és sostenible. La raó és que la potència dels llums és excessiva, amb la qual cosa és energia lumínica malbaratada, els llums blancs afecten el medi ambient i, a més aquest tipus d’enllumenat perjudica la salut humana, a través de la incidència en la producció de melatonina.

D’aquestes i d’altres coses vaig parlar al Fòrum de Catarroja davant d’un públic atent que va fer moltes preguntes al final.

Presentat per Conxa Romero, que també va fer les fotos d’aquest article, la meua intervenció va ser precedida per Elisa Gimeno que ens introduí en els Objectius de Desenvolupament Sostenible  (ODS). Una introducció necessària per conscienciar els presents de la necessitat de millorar el present per salvar el futur de les generacions dels humans que ens seguiran.

Vídeo del anunci de la xarrada: Contaminació lumínica i sostenibilitat

Enllaç al vídeo: Contaminació i sostenibilitat. Enric Marco, 27 gener 2020

La missió Solar Orbiter de camí cap al Sol

Solar Orbiter. ESA/ATG medialab

Aquesta matinada a les 5:03 h. s’ha enlairat des de cap Canaveral a Florida (EEUU) la sonda Solar Orbiter, una missió dirigida per l’Agència Espacial Europea (ESA), amb forta participació de la NASA, per abordar la qüestió central sobre com el Sol crea i controla l’heliosfera, la gran regió de l’espai, en forma de bambolla que envolta el Sol i creada per les partícules energètiques que aquest emet.

Solar Orbiter podrà estudiar detalladament el Sol gràcies a la combinació d’instruments científics amb que va equipat i a l’òrbita que recorrerà al seu voltant. La sonda s’hi acostarà fins a una distància de 42 milions de quilòmetres, més prop que el planeta Mercuri, fet que implica que les parts de Solar Orbiter que miren al Sol hauran de suportar temperatures de més de 500 ºC, mentre que les parts a l’ombra estaran al voltant de -180 ºC. Al llarg de la missió, l’òrbita de la sonda anirà augmentant d’inclinació respecte a l’eclíptica fins a uns 30º, la qual cosa permetrà obtenir per primer cop imatges d’alta resolució dels pols solars.

John Kraus @johnkrausphotos

Un equip de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB-IEEC) i un altre del GACE/LPI (Grup d’Astronomia i Ciències de l’Espai, Laboratori de Processat d’Imatges), del Departament d’Enginyeria Electrònica (Escola Tècnica Superior d’Enginyeria) i del Departament d’Astronomia i Astrofísica (Facultat de Física) de la Universitat de València han treballat en el desenvolupament i fabricació de l’instrument PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) que va a bord de la sonda Solar Orbiter.

El PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) proporcionarà mesures d’alta resolució del camp magnètic de la fotosfera solar i mapes de la seua brillantor en l’espectre visible. També produirà mapes de velocitat del moviment del material de la fotosfera que permetrà realitzar recerques heliosísmiques de l’interior del Sol, en concret de la zona convectiva, en la base del qual es crea i reforça el camp magnètic i a través del qual puja a la “superficie” o fotosfera.

John Kraus @johnkrausphotos

L’ICCUB s’ha responsabilitzat de desenvolupar i implementar un sistema d’estabilització d’imatges (ISS) que permetrà compensar els moviments de la sonda per poder obtenir imatges de la qualitat requerida. «Solar Orbiter és la missió solar més completa des del punt de vista instrumental», explica Josep M. Gómez Cama, investigador de l’ICCUB i membre del Departament d’Enginyeria Electrònica i Biomèdica de la UB. Concretament, la sonda disposa de deu instruments que pesen en total 209 quilograms. «La limitació de pes també ha estat un repte a l’hora de dissenyar l’instrument PHI, que pesa uns 30 kg», destaca Gómez Cama. Quatre dels instruments, que permeten la detecció del vent solar (plasma i camp magnètic), radiació i partícules emeses, funcionen in situ, mentre que els altres sis ho fan de manera remota i permeten obtenir imatges en diferents longituds d’ona i fer espectroscòpia de la fotosfera i corona solars.

Pas endavant per a la meteorologia espacial

D’altra banda, els investigadors del Grup de Física Heliosfèrica i Meteorologia Espacial (HPSWG) de la UB han proporcionat suport científic a l’equip del detector de partícules energètiques (EPD) construït per un equip de la Universidad de Alcalá. Els membres de l’HPSWG, experts en modelatge i anàlisi de dades, han desenvolupat models per predir l’entorn de radiació de partícules amb què es trobarà Solar Orbiter, i estan desenvolupant eines per facilitar l’anàlisi de les mesures de partícules que recollirà.

En les seues diverses aproximacions al Sol, la sonda Solar Orbiter orbitarà a una velocitat semblant a la solar la qual cosa permetrà fer el seguiment continuat d’una zona activa del Sol durant un llarg temps i planificar campanyes específiques de manera remota. Segons Àngels Aran, investigadora del grup HPSWG, «els resultats obtinguts per Solar Orbiter permetran entendre la física que connecta l’estrella amb el medi interplanetari i ajustar així els models actuals de meteorologia espacial». «A més —afegeix la investigadora—, la combinació d’observacions de Solar Orbiter amb les dades obtingudes des d’altres sondes situades a l’espai interplanetari, com a l’entorn terrestre, ens donarà una visió en estèreo del mateix esdeveniment». 

Solar Orbiter a l‘Astrotech payload processing facility, Florida, USA, el 21 de gener 2020, l’últim dia abans del muntatge en la còfia del coet. Destaca la pantalla de protecció solar negra. ESA–S. Corvaja

El Sol és una estrella de massa mitjana en un estadi avançat i estable de la seua evolució. Tanmateix, experimenta erupcions periòdiques a curt termini i de difícil predicció conegudes com a activitat solar. El domini del Sol s’estén més enllà de l’atmosfera solar, mitjançant el vent solar, donant lloc a l’heliosfera, que inclou l’espai interplanetari i l’entorn planetari més enllà de Plutó. Així que comprendre l’acoblament del Sol i l’heliosfera és primordial per entendre el funcionament del nostre sistema solar. Les diferents condicions del vent solar i de l’activitat solar són els principals motors de la meteorologia espacial. La meteorologia espacial fa referència a la resposta de l’entorn espacial a les tempestes solars, que poden tenir un impacte significatiu en la societat actual. Per exemple, l’activitat solar, com ara erupcions solars i ejeccions de massa coronal, poden provocar ràfegues de partícules energètiques que causen danys en els satèl·lits, afecten els sistemes de navegació, o perjudiquen els astronautes en la futura exploració de la Lluna i Mart.

Aquests esdeveniments de partícules energètiques solars, principalment electrons, protons i ions més pesants fins a energies d’uns quants gigaelectronvolts, imposen restriccions a les activitats humanes a l’espai. Són difícils de predir pel coneixement incomplet dels processos físics bàsics implicats i la manca d’observacions a tota l’heliosfera.

Un dels propòsits de la missió de Solar Orbiter és explorar els fenòmens que passen en la zona dels pols solars. Com que la Terra i les sondes que s’hi llencen es troben en el pla de l’eclíptica, que correspon aproximadament a la zona equatorial solar, cal donar una empenta a la sonda per fer-la “pujar” l’òrbita. Això s’aconsegueix agafant energia dels planetes a través de les assistències gravitatòries. Així, Solar Orbiter farà una assistència gravitatòria al volant de la Terra i nombroses passos al voltant de Venus al llarg de la seua missió per ajustar la seua òrbita, apropant-la al Sol i per fer-la fora del pla de la eclíptica per observar el Sol des d’inclinacions cada vegada més altes. D’aquesta manera, la nau espacial podrà prendre les primeres imatges de les regions polars del Sol, unes dades mol importants per comprendre el funcionament del Sol.

Assistència gravitatòria de la Terra el 26 de novembre de 2021. ESA/ATG medialab

La combinació dels diferents instruments a bord de la nau espacial i la seua òrbita proporcionarà nova informació per comprendre les característiques solars i la seua connexió amb l’heliosfera i, al seu torn, ajudarà a comprendre la generació de tempestes solars.

Diverses assistències gravitatòries de l’òrbita de Solar Orbiter fins al 2030. ESA

Per als amants de les xarxes socials, s’ha creat l’usuari twitter @ESASolarOrbiter i l’etiqueta #WeAreAllSolarOrbiters per seguir al moment la missió.

Més informació sobre la missió al Solar Orbiter Publication Archive

També existeix un llibret Facing the Sun on s’explica la missió per a periodistes i public en general, en el idiomes de treball de la ESA. Ací està la versió en castellà.

Ací està també penjat aquest Mirando al Sol que explica la missió Solar Orbiter.

Ens ha deixat Vicent Domingo, el gran senyor de la física solar

Vicent Domingo Codoñer, gran senyor de la física solar i de l’astrofísica valenciana i europea ens ha deixat per sempre. Actualment jubilat, era professor honorari al Departament d’Astronomia de la Universitat de València i membre del Grup d’Astronomia i Ciències de l’Espai, Laboratori de Processat d’Imatges (GACE/LPI).

Vicent es va formar en la Universitat de València i formava part de la primera generació de físics valencians que van eixir al món per aprendre primer i aportar molt de la seua experiència i saviesa. Vicent tenia una extensa experiència investigadora en l’àmbit de la física nuclear i de partícules, en física solar i en projectes espacials.

Va treballar en la primera part de la seua extensa carrera investigadora a l’Institut de Física CospuscularI/CSIC-Universitat de València, al Centre d’Études Nucléaires (França), al CERN (Suïssa), a la Universidad de La Paz (Bolivia), al MIT (EUA) i a la University of Colorado (EUA).

La segona part de la seua vida investigadora començà el 1970 quan entrà a formar part de la Agència Espacial Europea (ESA). Allí  va ser el científic responsable del projecte de la missió d’estudi del Sol SOHO, de l’Agència Espacial Europea, durant el desenvolupament fins al seu llançament l’any 1995. Una vegada a l’espai entre 1995 i 1998 va ser director del seu funcionament des del Goddard Space Flight Center de la NASA, a Maryland (EUA).  La missió  SOHO, amb una durada nominal de dos anys, assoleix quasi  25 anys de funcionament i és, actualment, el satèl·lit d’observació solar amb més edat deSOHO1 Foto ESA la història.

L’any 2000, ja jubilat de la ESA,  Vicente Domingo va tornar a la Universitat de València per a formar un grup de física solar i de desenvolupament d’instrumentació espacial per a missions solars, dins del Grup d’Astronomia i Ciències de l’Espai (GACE). Des de llavors i fins a la seua  mort ha participat en el desenvolupament de les mission estratosfèriques Sunrise i de l’instrument SO/PHI per la nova missió solar Solar Orbiter que serà llençada cap el Sol, si tot funciona correctament, la setmana que ve des de Cap Canaveral.

Gràcies Vicent pel que ens has donat, tant científicament com personalment.

El cel de febrer de 2020

L’any 2020 avança inexorablement i, ara, en febrer, les temperatures s’enfilen cap amunt i ens deixen cels més rasos després d’haver-nos prohibit l’observació celeste des dels primers dies de l’any.

La constel·lació d’Orió continua essent l’objecte més admirat del cel, amb el cinyell dels tres estels ben visible que la fan fàcil de trobar. I des d’ella ens permet de trobar la Llebre al seus peus, els gossos de cacera a la seua dreta i el gran Taure, a la V de les banyes, dalt i a la seua esquerra. No deixeu d’explorar aquesta part del cel de nit, tant si esteu a ciutat o al camp ja que la brillantor dels seus estels principals ens ho permet sempre.

Betelgeuse, l’estel supergegant roig situat al muscle dret d’Orió, continua perdent lluminositat..  Els astrònoms la segueixen de prop i han arribat a la conclusió que des de setembre de 2019 la temperatura de Betelgeuse ha baixat 100 graus, mentre que la lluminositat ha caigut quasi un 25 por cent. A partir d’aquestes mesures i amb l’ús dels model d’estructura i evolució estel·lar, el radi de l’estrella haurà augmentat  un 9 por cent.

Mentre aquestes coses passen ben lluny enllà, a uns 700 anys llum, més prop d’ací, els planetes es mouen al cel jugant a acaçar-se, moltes vegades ajudats per la Lluna.

Només Venus i Mercuri seran visibles al capvespre. Una vegada ja s’ha amagat el Sol sota l’horitzó oest, apareixerà ben alt i brillant el planeta Venus. Vist al telescopi, aquest planeta mostra ara més de la meitat del disc enllumenatt, cosa que el fa especialment brillant durant les primeres hores de la nit. Tanmateix encara no ha assolit la seua màxima separació del disc solar (l’anomenada màxima elongació oriental). Això no ocorrerà fins els primers del mes de març. A la figura adjunta podreu veure la posició de Venus i la seua òrbita vista des de la superfície de la Terra el 10 de febrer.

10 de febrer 2020. Òrbites de Venus i Mercuri vistes des de la Terra. Màxima elongació oriental de Mercuri en la posta de Sol. Mercuri a 18,2° del Sol.

Mercuri, l’altre planeta interior a l’òrbita terrestre, serà visible aquest mes de febrer. Després de la posta de Sol serà observable cap a l’oest cada dia prop de l’horitzó però només durant pocs minuts. La rotació de la Terra farà que davalle ràpidament rere l’horitzó per la qual cosa és important cercar indrets sense obstacles en direcció oest. El dia 10 de febrer Mercuri es trobarà en el punt de màxima separació angular del Sol (màxima elongació oriental). En l’òrbita dibuixada a la figura adjunta veureu com es troba just a l’extrem de l’òrbita vista des de la Terra.

Serà, però, a la matinada quan els planetes i la Lluna facen el ball més espectacular. Si dediqueu cada dia uns minuts per mirar cap a l’est just una mitja hora abans de l’eixida del Sol, podreu meravellar-vos del moviment d’acostament d’aquests planetes tot amanit de tant en tant per la presència de la Lluna.

Poc abans de l’alba, podreu veure l’alineament dels planetes Saturn, Júpiter i Mart, tots al voltant de la constel·lació de Sagitari. Des de l’horitzó es trobarà Saturn. Una mica amunt Júpiter i més alt encara Mart, que al llarg del més anirà acostant-se a Júpiter, fins al superencontre del mes de març. Però, d’això ja en parlarem.

La Lluna en quart minvant farà acte de presència durant la segona quinzena del mes. Del 18 al 21 de febrer la Lluna anirà fent parella amb cadascun dels planetes observables de matinada.

El 18 de febrer la Lluna s’acostarà a Mart, tant que a les 15:22 la Lluna taparà el planeta. Serà un eclipsi de Mart que, en produir-se de dia, serà inobservable per a nosaltres. Per contra, sí que serà visible per als observadors d’`Amèrica del Nord.

El 19 de febrer la Lluna se situarà entre Júpiter i Mart mentre que el 20 ja serà parella de Saturn. Finalment el 21 completarà un bell alineament amb tots els planetes. L’observació atenta d’aquest passeig de la Lluna permetrà veure en directe el moviment de la Lluna al cel i recordar-nos que és un satèl·lit de la Terra i que l’orbita.

I Betelgeuse no ha explotat de moment.

S’ha estimat que cada 50 anys de mitjana una estrella massiva de la Via Làctia explota. Però no s’observen tantes supernoves en la Galàxia com diuen els estudis. L’última supernova observada en la nostra galàxia va ser probablement observada per l’astrònom britànic John Flamsteed en 1680. D’ella queda el romanent conegut com Cassiopeia A. Aparentment estem endarrerits alguns segles per que fa a la taxa anual calculada. Per això la possible explosió de Betelgeuse ha entusiasmat tant els astrònoms ja que ens reconciliaria d’alguna manera amb la taxa anual d’explosions De tota manera encara ens en faltarien moltes. On són les nostres supernoves?

La Lluna presentarà les següents fases en hora local:

Fase Mes Dia Hora
Quart creixent Febrer 2 02 42
Lluna plena Febrer 9 8 33
Quart minvant Febrer 15 23 17
Lluna nova Febrer 23 16 32

Si voleu obtenir més informació podeu punxar aquest enllaç. També podeu veure un senzill mapa del firmament del mes de febrer de 2020. I tot això gràcies al Planetari de Quebec.

Imatges

1.- Cassiopeia A observada pel Telescopi Espacial Hubble. Aquesta nebulosa fou probablement observada per John Flamsteed en 1680, i és el resultat de l’última supernova observada en la Via Làctia. NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration.
2.- Imatge de la nebulosa que envolta a l’estrella supergegant vermella Betelgeuse. La nebulosa està composta per material llançat per l’estrella a l’espai. El petit cercle vermell de centre representa la posició de la superfície visible de Betelgeuse. El disc negre correspon a una part molt brillant de la imatge que va ser tapada per permetre la detecció de la nebulosa menys brillant. ESO / VLT
3-6- Simulacions de Stellarium.