Parece mentira, pero cuanto más parece que conocemos un cuerpo celeste, más misterios aparecen. El Sol no es una excepción. En esta época, son muchos los vehículos que observan a Helios con suma atención, aunque la mayoría de ellos son ya veteranos con décadas a sus espaldas. El principal es SOHO, que es complementado por otros vehículos, tales como ACE, Wind, Hinode o el dúo STEREO. El más reciente es SDO, y sin duda es el más potente. Hace algo más de un año despedimos a uno de los más productivos, TRACE (Explorador Coronal y de Región de Transición), un pequeño observatorio que durante unos 10 años complementó a los ya existentes, portando características novedosas para una misión solar. Dentro de poco, si los avatares técnicos no lo impiden, será lanzado el que sea posiblemente su sustituto.
Si en algo era innovador TRACE era en la capacidad de adquisición de imágenes del Sol en rápida cadencia, captando detalles de nuestra estrella en distintas longitudes de onda con intervalos de menos de 10 segundos. Este método ha resultado tan útil, que SDO lo ha llevado a la práctica en modo superlativo. Mediante el instrumento AIA, este increíble vehículo es capaz de captar una imagen en 8 longitudes de onda distintas del ultravioleta (de las 10 disponibles) cada 10 segundos. Para garantizar este tremendo ratio el AIA porta cuatro telescopios, cada uno con su propia rueda de filtros. Utilizando toda esta información se obtienen vídeos de alta definición de una calidad incomparable. Aprovechando toda esta experiencia, se ha diseñado y construido un pequeño pero muy capaz observatorio.
Pertenece a la familia de de misiones del Small Explorer, y recibe el nombre de IRIS, observatorio Espectrográfico de Imágenes de Región Interfase. Es un proyecto de bajísimo presupuesto, mínimo riesgo tecnológico y de una importancia casi capital. Está dedicado a la investigación de una zona entre la región de transición solar y la cromosfera. Uno de los fenómenos más extraños de Helios es que la corona (su atmósfera) está muchísimo más caliente que su superficie, de manera que comprender los procesos que suceden entre medias de estas dos zonas solares nos dará pistas para formular las respuestas adecuadas para comprender este hecho. Gracias a TRACE conocemos adecuadamente la región de transición, pero tras ella se encuentra una zona de interfase dinámica entre la fotosfera (la superficie del Sol) y la corona en las que el campo magnético y el plasma del viento solar parecen ejercer fuerzas comparables creando esta desconocida región que pronto será el objeto de la investigación de IRIS.
Para dar forma a este pequeño observatorio solar (y cumplir los requisitos del bajo presupuesto) utiliza en grandísima medida tecnología más que probada en el espacio. IRIS está formado por dos secciones: un módulo de servicio que proporciona al satélite lo imprescindible (comunicación con Tierra, energía, orientación y computación) y el telescopio enganchado al instrumental científico. Tiene unas medidas totales de 2.18 metros de altura y 3.65 de envergadura con los paneles solares extendidos. El módulo de servicio es un pequeño disco elaborado en aluminio de 1 metro de diámetro y 30 centímetros de alto, en cuya base superior se apoya el telescopio. Utiliza para su ordenador una base potente y ya conocida en otras misiones espaciales. Dispone de un procesador RAD750 como elemento principal (usado en vehículos como Deep Impact, MRO, Kepler, Juno, GRAIL, Curiosity o RBSP), con una memoria RAM de unos 16 MB, mientras que para almacenar la información de los sistemas de a bordo dispone de un almacenador de 48 Gb. Equipa dos paneles solares simétricos (64 x 134 centímetros) que nacen de lados opuestos del módulo de servicio, y alimentan una batería de ión-litio. Carece de toda propulsión, está estabilizado en sus tres ejes, y dispone para ello de una unidad de referencia inercial, ruedas de reacción, un sensor solar, dos escáneres estelares, un magnetómetro y un telescopio guía
(herencia TRACE) con el que consigue un apuntamiento de precisión. Comunica con las antenas terrestres usando dos sistemas: un receptor en banda-S, unido a una antena omnidireccional para recibir los comandos del centro de control, y un transmisor en banda-X acoplado a dos antenas para transmisión de telemetría e información científica a alta velocidad. Buena parte de los componentes electrónicos (ordenador, transmisores y sistema de control de actitud) se integra en una unidad de aviónica integrada para ahorrar volumen y masa. La protección térmica es la habitual: mantas multicapa, radiadores y calentadores eléctricos. La sección más importante es la científica, formada por el telescopio y los dos sistemas científicos. Usa como elemento principal un repuesto dejado de la fabricación de los telescopios del AIA de SDO, aunque ha sido alargado para responder a los requisitos de la misión. Es un reflector tradicional Cassegrain con un espejo primario de 20 cm y una longitud focal de 6.9 metros. El tubo está construido en grafito-epoxi para ligereza y control termal, y en el montaje del espejo secundario usa uno de menores dimensiones que los utilizados en SDO. Está optimizado para recoger la luz ultravioleta solar sin dañar los componentes. El tubo del telescopio está sujeto al módulo de servicio usando unos puntales. Encima del tubo del telescopio está el Telescopio Guía (GT), que sirve, como ya hemos indicado, para apuntamiento preciso del telescopio y así no perder de vista al Sol. Está formado por un refractor acoplado a una lente Barlow, entregando la luz a cuatro fotodiodos. Está preparado para eliminar el exceso de calor para funcionar correctamente. Este sistema envía señales al sistema de control de actitud y a los sistemas científicos para estabilizar la señal óptica usando el espejo secundario, evitando así cualquier tipo de temblor que convierta la imagen en un borrón inútil. Detrás del telescopio se sitúa una estructura elaborada en aluminio usando secciones en panal de abeja, y almacena los dos instrumentos científicos y electrónicas de control en una ligera y compacta carcasa. El principal es un
espectrógrafo ultravioleta. Está diseñado para analizar los rangos de ultravioleta cercano y ultravioleta lejano usando rejillas de difracción, espejos y una serie de colimadores cubiertos por una pequeña lámina de aluminio. Posteriormente la luz recogida por los colimadores viaja a otro conjunto de pequeños espejos (recubiertos con materiales especiales), obturadores de alto ratio de repetición y sensores digitales CCD, dos para el ultravioleta lejano y uno para el ultravioleta cercano, permitiendo una cadencia de análisis de dos secuencias por segundo. Por su parte, el segundo instrumento tiene el curioso nombre de cámara Slit-Jaw, por el tipo de entradas de luz que equipa. Este sistema recibe la luz directamente de los colimadores del espectrógrafo, y está formado por dos caminos de luz distintos (cada uno para un tipo de luz ultravioleta), una rueda de filtros de seis posiciones (dos para el ultravioleta cercano, dos espejos recubiertos por láminas especiales para reflejar el ultravioleta lejano, un filtro claro y por último un espejo con cobertura de aluminio para propósitos de calibración), finalizado por un sistema obturador de alta velocidad (cadencia, 5 segundos) y un único detector CCD que se encuentra en el mismo ensamblaje de detectores que almacena los CCD del espectrógrafo. Justo detrás del ensamblaje de detectores se encuentran cámaras que son repuestos dejados de la fabricación de las mismas de los instrumentos AIA y HMI de SDO, reduciendo así aún más el presupuesto del proyecto. La adopción de estos elementos permite la operación simultánea de los cuatro sensores CCD. Las electrónicas de control usadas también son repuestos (en este caso sin redundancia) de las que funcionan a bordo de SDO en AIA y HMI, de manera que usa un procesador RAD6000 y demás sistemas asociados a esta arquitectura enormemente fiable y económica. En el momento del lanzamiento IRIS declara una masa de 183 kg.
El proyecto recurrirá al cohete alado Pegasus-XL para situarse en su órbita de trabajo. Bajo el avión Stargazer, despegará de la Base Aérea de Vandenberg, California, hacia la zona de liberación, donde el lanzador viajará al espacio para depositar a IRIS en la zona requerida. Si no surgen problemas, esto ocurrirá el 26 de junio, y si todo transcurre como está previsto, IRIS estará situado en una órbita polar, sincrónica solar y ligeramente elíptica de 620 x 670 km. de altitud, con un nodo ascendente situado a las 6 de la tarde, en la que tiene garantizada una observación casi continua de Helios durante 8.8 meses. Tras comprobar el correcto funcionamiento de los sistemas de a bordo, en un período de 30 días, el observatorio estará listo para trabajar.
Ya hemos dicho que el propósito principal de IRIS es estudiar la región interfase, y será de gran utilidad para estudios de física solar y de plasma, meteorología espacial y astrofísica, divididos en tres preguntas: ¿qué tipos de de energía no termal dominan en la cromosfera y más allá?; ¿cómo la cromosfera regula el suministro de masa y energía hacia la corona y la heliosfera?; y ¿cómo se elevan los flujos magnéticos y la materia a través de la atmósfera inferior, y qué papel juega la generación de esos flujos en las llamaradas y las eyecciones de masa coronal? Estas tres preguntas eran imposibles de responder hasta que los avances tecnológicos han permitido la elaboración de esta misión. Esta zona del Sol es el lugar donde se genera la inmensa mayoría de la luz ultravioleta que emite nuestra estrella y que tiene un fuerte impacto en el espacio cercano a la Tierra. Así para comprenderla en su totalidad no solo será útil la información de IRIS, sino que estos datos se sumarán a complejos modelos informáticos para así extraer las conclusiones correctas y comprender su funcionamiento. Su misión primaria está prevista para durar 2 años, aunque es muy posible que esta vida se incremente hasta al menos 10 años. De esta manera, a lo largo de todo lo que dure su tarea trabajará en coordinación con SDO, STEREO o Hinode, no obstante mucha de la herencia que recibe viene de estas tres misiones, es más, es complementaria a SDO e Hinode porque investigará el área entre la atmósfera y la superficie de Helios, la zona de trabajo de estos dos magníficos observatorios.
No se ha podido escoger mejor la época de lanzamiento, ya que Helios está a punto de alcanzar un máximo de actividad, y resultará de una gran utilidad lo que IRIS, y el resto de observadores solares nos proporcionen. Desde aquí, intentaremos estar antentos.
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