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| Parker Solar Probe es el objeto más rápido creado por el ser humano, pero un minúsculo grano de polvo espacial podría poner a esta nave espacial en aprietos. Crédito: NASA Solar System Exploration. |
Nuevos resultados revelan cómo las explosiones de plasma y las nubes de
residuos pueden perturbar las operaciones de las naves espaciales tras los
impactos de polvo a hipervelocidad.
La
Parker Solar Probe, la más reciente y ambiciosa iniciativa de la
NASA para estudiar
el sol, ha batido muchos récords: se ha acercado al sol más que ninguna otra
nave espacial hasta la fecha, sus instrumentos han funcionado a las
temperaturas más altas y la sonda es el objeto fabricado por el hombre más
rápido de la historia. Pero estos récords tienen un coste: La nave se mueve
tan rápido que chocar incluso con un pequeño grano de polvo puede provocar
graves daños.
Una nueva investigación realizada por científicos
internacionales se basó en observaciones electromagnéticas y ópticas de la
Parker Solar Probe para producir la imagen más completa hasta ahora de cómo
los impactos de polvo a hipervelocidad pueden dañar una nave espacial y
perturbar su funcionamiento.
Al atravesar el espacio cercano al Sol
a una velocidad de hasta 180 kilómetros por segundo (unas 400.000 millas por
hora), Parker Solar Probe atraviesa la región más densa de la nube zodiacal.
La nube zodiacal es una espesa nube de polvo con forma de tortita que se
extiende por todo el sistema solar y está formada por diminutos granos de
polvo desprendidos de asteroides y cometas. Cuando la Parker Solar Probe
atraviesa esta región, miles de granos de polvo diminutos (de entre 2 y 20
micras de diámetro, es decir, menos de un cuarto de la anchura de un cabello
humano) chocan con la nave a hipervelocidad (más de 10.000 kilómetros por
hora). Tras el impacto, el material que compone los granos de polvo y la
superficie de la nave se calienta tanto que primero se vaporiza y luego se
ioniza. La ionización es un proceso en el que los átomos del material
vaporizado se separan en sus iones y electrones constituyentes, produciendo un
estado de la materia llamado plasma. La rápida vaporización e ionización crea
una explosión de plasma que dura menos de una milésima de segundo. Los mayores
de estos impactos también generan nubes de escombros que se expanden
lentamente alejándose de la nave espacial.
En el nuevo estudio,
Malaspina y sus colegas utilizaron antenas y sensores de campo magnético para
medir las perturbaciones del entorno electromagnético alrededor de la nave
espacial producidas por las explosiones de plasma por impacto de polvo. Los
hallazgos podrían dar lugar a nuevos conocimientos sobre la meteorología
espacial en torno al Sol.
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| Las mediciones de los campos eléctricos, los campos magnéticos y las imágenes de las cámaras revelan las explosiones de plasma y las nubes de escombros que se crean cuando el polvo a muy alta velocidad impacta con la nave espacial Parker Solar Probe. Observando la dispersión de estas pequeñas nubes de plasma y escombros, los científicos pueden aprender cómo se desprenden de las estrellas nubes más grandes de polvo y escombros. Crédito: NASA |
"Con estas mediciones, podemos observar cómo el plasma creado por estos
impactos de polvo es arrastrado por el flujo del viento solar". Dijo Malaspina. Añadió que aprender cómo funciona este proceso de "captación" a pequeña escala puede ayudar a los científicos a entender mejor cómo son
barridas por el viento solar regiones de plasma más grandes, como las de las
atmósferas superiores de Venus y Marte.
Los hallazgos también
tienen importantes implicaciones para la seguridad de la Sonda Solar Parker y
las naves espaciales que vendrán después.
El equipo observó cómo
las escamas metálicas y los trozos de pintura desprendidos durante las
colisiones con el polvo se desplazaban y caían cerca de la nave. Estos restos
crearon rayas en las imágenes tomadas por las cámaras científicas y de
navegación de Parker Solar Probe.
"Muchas rayas de la imagen
parecen radiales, originadas cerca del escudo térmico", dijo el coautor del
estudio, Kaushik Iyer, del APL, refiriéndose al gran escudo que protege a
Parker Solar Probe del intenso calor cerca del sol. El estudio también informa
de que algunos desechos dispersaron la luz solar en las cámaras de navegación
de Parker Solar Probe, impidiendo temporalmente que la nave espacial
determinara su orientación en el espacio. Eso puede ser una perspectiva
peligrosa para una nave espacial que depende de la orientación precisa de su
escudo térmico para sobrevivir.
Parker Solar Probe se lanzó en 2018
y ha completado nueve órbitas completas del sol. Antes de que su misión
principal termine en 2025, completará otras 15 órbitas.
Fuentes, créditos y referencias:
TO06.00006: Rapid plasma bursts and lingering debris clouds driven by hypervelocity dust impacts on Park Solar Probe: and unintentional active experiment in the inner heliosphere
Imagen: Las mediciones de los campos eléctricos, los campos magnéticos y
las imágenes de las cámaras revelan las explosiones de plasma y las nubes
de escombros que se crean cuando el polvo a muy alta velocidad impacta con
la nave espacial Parker Solar Probe. Observando la dispersión de estas
pequeñas nubes de plasma y escombros, los científicos pueden aprender cómo
se desprenden de las estrellas nubes más grandes de polvo y escombros.
Crédito: NASA