Por: Juan Pons
El INTA, Airbus en España, Alter Technology, GMV, SENER Aeroespacial y las Universidades de Valencia, Alcalá y Politécnica de Madrid han volcado todo su potencial para descubrir los secretos del Sol
Si no lo impide algún contratiempo de última hora, el próximo lunes, día 10 de febrero, a las 05:03 de la madrugada ‒hora peninsular española‒, un potente cohete norteamericano Atlas V levantará el vuelo desde el complejo de lanzamiento SLC-41 de la base aérea de Cabo Cañaveral, en el estado norteamericano de Florida, llevando a bordo la sonda Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Una de las misiones más sofisticadas de la historia de la Dirección de Ciencia de la ESA que capitanea el alemán Günther Hasinger, la astronave europea de 1,8 toneladas debe navegar por el sistema solar durante dos años. Durante ese tiempo, cuatro instrumentos trabajarán con normalidad mientras que los telescopios seguirán un proceso “de calibración, pruebas y ajustes” afirma Luis Sánchez, jefe de desarrollo de la infraestructura de ciencia en tierra. Las primeras imágenes y datos científicos se obtendrán “a partir de mayo o junio del presente año”, pero las operaciones con todos los instrumentos “comenzarán en noviembre de 2021”, anticipa Luis Sánchez.
Solar Orbiter se acercará al Sol a una distancia sin precedentes, inferior a la órbita de Mercurio, el planeta que recibe mayor volumen e intensidad de radiación solar. En concreto, será emplazada a 42 millones de kilómetros del Sol ‒menos de la tercera parte de la distancia que separa la Tierra del Sol‒ lo que en términos astronómicos significa casi llegar a rozar el astro rey.
Una vez en posición, la astronave deberá soportar alrededor de 550º centígrados e instrumentos en su interior que deben funcionar a temperaturas que van desde los 400º a los -170º centígrados. Pero eso no es todo. Algunos equipos a bordo tienen que mantenerse a -10º centígrados, todo lo cual da idea de las grandes dificultades a las que se han enfrentado los ingenieros para proteger la enorme cantidad de instrumentos que viajan a bordo. Para conseguirlo, se ha construido un escudo térmico innovador construido en titanio y un nuevo compuesto fabricado a partir de huesos de animal.
Y es que los 6 telescopios, 10 instrumentos, 27 sensores que se alojan en su interior y exterior pretenden no solo captar imágenes de la actividad interna del Sol ‒principalmente de sus nunca observados polos magnéticos‒, sino también tomar muestras de las partículas que emite nuestra estrella y que afectan al clima de la Tierra, las telecomunicaciones, los vuelos de las aeronaves e incluso el funcionamiento de los satélites.
Como nación miembro de la ESA, la industria nacional, las universidades e instituciones se han volcado de manera especial en la misión Solar Orbiter, de tal modo que el 17 por ciento de la tecnología que viaja a bordo y la que controla a la sonda desde tierra son el resultado del esfuerzo de la ingeniería y la inteligencia españolas.
El consorcio de instituciones públicas ha estado coordinado por Instituto Astrofísico de Andalucía y, junto con el INTA, han participado la Universidad de Barcelona, la Universidad Politécnica de Madrid, la Universidad de Valencia y el Instituto de Astrofísica de Canarias.
Su coordinación ha correspondido a José Carlos de Toro, miembro del Instituto de Astrofísica de Andalucía y gestor del Plan Estatal de Espacio. Para José Carlos de Toro, Solar Orbiter “es la primera misión que considera al Sol y la heliosfera como un único sistema”.
La contribución española en detalle
El marco industrial ha sido coordinado y gestionado por Pilar Román, responsable de programas científicos del Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI), que ha logrado una participación nacional del 17 por ciento, muy superior a la presencia industrial española en el resto de misiones de Ciencia de la ESA.
Una de las entidades españolas que ha contribuido de forma destacada ha sido el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), que ha movilizado todas sus capacidades de I+D ‒principalmente en óptica avanzada‒ y ha puesto a punto dos de los diez instrumentos del satélite: SO/PHI y METIS.
El SO/PHI o sensor de imágenes polarimétrico y heliosísmico es un avanzado telescopio para medir el campo magnético fotosférico y los flujos de velocidad a partir de las propiedades ópticas de la luz solar.
Según Alberto Álvarez, investigador principal y responsable del INTA en la misión euro-americana, las imágenes de alta resolución que proporcionará SO/PHI resultan claves, ya que servirán “para el adecuado apuntamiento del resto de los instrumentos a bordo”.
El otro instrumento responsabilidad del INTA ha sido METIS, un coronógrafo solar de última generación que medirá las vibraciones de las ondas electromagnéticas, cuyo desarrollo a escala internacional ha estado coordinado por la Agencia Espacial Italiana (ASI).
La integración de todos los equipos españoles la ha llevado a cabo el contratista principal de Solar Orbiter, que es la en la filial británica de Airbus Defence & Space, cuya factoría se encuentra en la localidad de Stevenage, a 54 kilómetros al norte de Londres.
Las empresas que han aportado sus tecnológicas para desentrañar los misterios que encierra el Sol son Airbus Space Systems en España, empresa que dirige Fernando Varela; Airbus CRISA, a cuyo frente está Fernando del Rey; Alter Technology, cuyo responsable es Luis Gómez; GMV, cuya División de Espacio está capitaneada por Jorge Potti; y SENER Aeroespacial, pilotada por José Julián Echevarría.
Desde sus instalaciones de Barajas (Madrid), Airbus Space Systems en España, ha aportado los paneles de fibra de carbono, la totalidad del cableado de la plataforma del satélite, las mantas térmicas para el aislamiento térmico pasivo y los enlaces térmicos de alta eficiencia.
Aportaciones clave
Airbus CRISA ha facilitado la Unidad de condicionamiento y distribución de potencia eléctrica del satélite, al igual que la Unidad de control del Detector de Partículas Energéticas (EPD), cuyos cinco sensores permiten medir la radiación solar. El EPD ha sido desarrollado por el Grupo de Investigación Espacial de Universidad de Alcalá con la colaboración de la Universidad Politécnica de Madrid.
En sus especializados laboratorios, Alter Technology ha supervisado todos los componentes comerciales que viajan en la sonda, en especial los diodos, microcircuitos y los elementos opto electrónicos, cumplían los estándares exigidos por la ESA. En su sede de Tres Cantos (Madrid), Alter los ha sometido a pruebas muy rigurosas de vibración, choque, ensayos de vida, ciclos de temperatura y permanencia de humedad.
GMV ha sido la responsable de hacer realidad el centro de control de la misión, lo que supone el desarrollo y mantenimiento del procesamiento de los telecomandos y la telemetría en tiempo real, especialmente la gestión de la telemetría de máxima prioridad. También queda bajo la responsabilidad de la empresa española la descarga y subida de grandes ficheros.
SENER Aeroespacial obtuvo uno de los mayores contratos del satélite, el subsistema completo de las antenas de comunicaciones, que incluye la antena de alta ganancia y la de media ganancia, así como sus mástiles de separación, mecanismos de despliegue y apuntamiento, hardware térmico y las respectivas electrónicas de control.
Para su director comercial, Diego Rodríguez, su contribución representa “uno de los mayores y más exigentes retos, si tenemos en cuenta las condiciones ambientales a las que se enfrentan los equipos de los que somos responsables”.
La antena de alta ganancia es la principal del satélite y permite la descarga de todos los datos científicos a la Tierra, mientras que la de media ganancia es la de refuerzo. SENER también suministra las dos antenas de baja ganancia, que permitirán al satélite mantener el enlace con la Tierra en aquellos casos en los que haya perdido su orientación y no pueda apuntar ninguna de las otras antenas hacia nuestro planeta.
Otro equipo de gran relevancia desarrollado por la empresa española es la pértiga desplegable (instrument boom, en inglés), un mástil desplegable que aloja cuatro instrumentos muy sensibles a los campos magnéticos y cuya función es alejarlos de las perturbaciones electromagnéticas que generan los equipos a bordo. Una tercera aportación son los llamados “filtros pasa-muros”, que dotan al satélite de pantallas protectoras para el buen funcionamiento de los instrumentos de detección remota.
