Actualización (6:49am ET, 11 de agosto): Esta historia ha sido actualizada con la nueva hora de lanzamiento del 12 de agosto. El lanzamiento del 11 de agosto se canceló por un problema de presión de helio de última hora.
La Sonda Solar Parker de la NASA es un ordenador de 1.500 libras un poco más pequeño que un coche compacto, pero en los próximos años alcanzará velocidades de 430.000 millas por hora para pasar por el borde del propio sol. Llegar hasta allí no es tarea fácil, como tampoco lo es entender el viaje.
«No sé si puedo explicar realmente cómo funciona la trayectoria: es una trayectoria hermosa, es una trayectoria complicada», dijo a Quartz el doctor Yanping Guo, investigador de la Universidad Johns Hopkins que trazó la trayectoria de la nave hacia el corazón del sistema solar. «Es un reto explicarlo en un lenguaje que otras personas puedan entender»
Vamos a intentarlo. En primer lugar, señala Guo, llegar al sol es «lo más, lo más difícil de toda la exploración espacial». (Sabe de qué habla: Guo también trazó el rumbo de la sonda espacial New Horizons que viajó a Plutón en 2015). Pero esa dificultad podría no ser intuitiva. El sol es, con diferencia, el cuerpo más grande del sistema solar, con un campo gravitatorio tan fuerte que mantiene literalmente unidos a todos los planetas. Ser absorbido debería ser bastante elemental, ¿no?
Recuerde, sin embargo, que la Tierra está orbitando el sol, y rápidamente-19 millas (30 kilómetros) por segundo. Imagínese estar en un carrusel, dando vueltas rápidamente alrededor de un eje central. Es mucho más fácil permanecer en el lugar, o ser arrojado hacia afuera, que subir hacia el centro. Esas mismas leyes físicas, descritas por Johannes Kepler e Isaac Newton en el siglo XVII, rigen el movimiento en el espacio.
Agárrate fuerte
Sigamos en nuestro tiovivo. La gravedad del sol es ese eje central que tira de ti, que interactúa con tu velocidad alrededor del borde, encerrándote en una órbita. Para llegar al interior del tiovivo -o del sistema solar- debes reducir tu velocidad para que la atracción del eje central gane.
Para la Sonda Solar Parker, esto comienza con uno de los cohetes más potentes del mundo, el Delta IV, construido por United Launch Alliance. Lanzará la sonda desde el planeta con más de 350 toneladas de fuerza detrás.
Cualquier objeto que parta de la Tierra normalmente comparte la órbita del planeta, pero el Delta IV lanzará la sonda en dirección contraria. Esta maniobra ralentizará la sonda, aunque la atracción de la Tierra sigue siendo tan poderosa que la nave seguirá acompañándola durante un tiempo. Guo dice que la maniobra es similar a «aplicar los frenos en un coche que se mueve rápidamente, lo que reduce la velocidad orbital de la nave espacial, pero no cambia mucho su dirección de movimiento»
Aquí es donde las cosas se ponen realmente interesantes. Ni siquiera frenando desde el principio se conseguirá que la sonda solar se acerque lo suficiente al sol en el momento oportuno. Hay que poner en juego otros planetas.
Asistencia en órbita dos
Los primeros planes de la misión Parker Solar se basaban en una maniobra llamada «asistencia gravitatoria», que se realizaría alrededor de Júpiter.
El concepto es sencillo: Júpiter es un planeta enorme, que orbita a 8 millas (13 kilómetros) por segundo. Una sonda espacial puede volar hacia el campo gravitatorio de Júpiter y ser empujada hacia adelante, capturando parte de esa velocidad, antes de lanzarse como una honda alrededor del planeta y de vuelta hacia el sol. Imagina a un amigo muy fuerte lanzándote al centro de ese tiovivo.
Este plan, sin embargo, requería equipar la sonda con energía nuclear, porque los paneles solares necesarios para recoger energía tan lejos como Júpiter serían demasiado grandes. La NASA no quería gastar el dinero, ni su escaso suministro de plutonio.
Eso significaba que se necesitaba una trayectoria diferente, y ahí es donde entró Guo. En 2007, la mayoría pensaba que sólo una asistencia gravitatoria de Júpiter podría llevar una sonda al sol. Guo se dio cuenta de que, con una planificación cuidadosa, la sonda también podría utilizar Venus para lograr sus objetivos. En lugar de llegar por detrás de Júpiter para captar velocidad, la sonda pasaría por delante de Venus, frenando a medida que fuera arrastrada hacia atrás.
Salvo que Venus es un planeta más pequeño que Júpiter, y no tiene tanta energía que compartir. Utilizarla para ralentizar la sonda lo suficiente como para acercarse al Sol requerirá siete pasadas diferentes, un número récord.
La alineación de la sonda para que cada órbita pase por Venus en el momento y la velocidad perfectos se conoce como «problema de fase», una tarea desafiante que requiere muchos cálculos numéricos. Sorprendentemente, la trayectoria de Guo no requiere que la sonda realice maniobras adicionales en el espacio profundo. En su lugar, todo viene determinado por las ayudas gravitatorias -un tiro de billar perfecto que se inclina siete veces antes de golpear la tronera-.
«En realidad, me sorprende que no haya una maniobra en el espacio profundo», dice el profesor del MIT Richard Binzel, un científico planetario que trabaja en la misión New Horizons. «Es una trayectoria muy ajustada: si te acercas demasiado, el planeta te arrastrará hasta el fondo. Estás enhebrando la aguja para conseguir el tirón justo del planeta».
Además de cumplir el requisito clave de depender sólo de la energía solar, el diseño único de Guo tiene otras ventajas: Pasará de cerca por el sol 24 veces, en lugar de sólo dos, y cada pasada la acercará gradualmente, lo que permitirá a los científicos calibrar sus instrumentos para obtener más precisión.
Para tocar el sol
Entonces, ¿cómo consigue esta sonda, dedicada a frenar, batir récords de velocidad? La respuesta también está en las órbitas. Cada vez que la sonda se ralentiza en un paso alrededor de Venus, la gravedad del sol la acerca un poco más. Como explicó Kepler, cuanto más se acerca una nave espacial al cuerpo que orbita, más rápido va en relación con ese cuerpo. La nave atraviesa la misma distancia angular alrededor del sol, pero a medida que se acerca, el espacio real atravesado se reduce.
En su órbita más cercana, a menos de 4 millones de millas del sol, se prevé que la sonda vaya tan rápido como 430.000 millas por hora. Esto batirá los récords de velocidad establecidos también por las naves de la NASA que han orbitado alrededor del sol. Helios 2, la anterior poseedora del récord, alcanzó las 253.000 millas por hora en un viaje alrededor de nuestra estrella en 1976.
Aunque el récord de objeto fabricado por el hombre más rápido es impresionante, no es lo que motiva a los científicos que diseñaron este proyecto, ni a los ingenieros que lo ejecutarán. La idea de enviar un robot para explorar el sol ha estado dando vueltas en la NASA desde al menos 1958, cuando el científico Eugene Parker teorizó (paywall) que el sol envía un flujo masivo de partículas cargadas al espacio, conocido como «viento solar». Más datos sobre la corona, el plasma supercaliente que rodea al sol y produce este clima solar, podrían ayudarnos a entenderlo -y a proteger nuestra infraestructura eléctrica de las peligrosas tormentas magnéticas.
Para muchos científicos que han trabajado en Parker Solar, el lanzamiento previsto para las 3:31 de la madrugada de hoy (12 de agosto) será la culminación de décadas de trabajo. «Conocí a mucha gente que trabajó en esta misión durante mucho tiempo», dice Guo, que a su vez ha trabajado en la misión desde 2007. «Me sentí muy afortunada: hice un estudio y también podré participar en el desarrollo, y ahora estamos a punto de poner la sonda para llevarla al sol. Qué emocionante!»
Corrección: Una versión anterior de este artículo indicaba erróneamente la velocidad orbital de Júpiter.