SMILE: la misión conjunta ESA-China para estudiar el viento solar

La vida en la Tierra no sería posible sin el Sol pero nuestra estrella también supone un peligro, especialmente ahora que nuestra civilización es tan dependiente de la tecnología. Las tormentas solares que alcanzan nuestro planeta tienen la capacidad de dañar satélites e infraestructuras terrestres. Son fenómenos inevitables pero detectables, por lo que los científicos trabajan para poder anticiparse a la llegada de estas partículas y protegernos de ellas.

Con esa finalidad ha sido diseñada SMILE, una nave espacial que si no hay nuevos contratiempos, despegará este martes a las 5.52 horas desde la Guayana Francesa. La misión iba a haberse lanzado el pasado 9 de abril pero una incidencia técnica con el cohete Vega-C que la pondrá en órbita obligó a posponerla.

La Agencia Espacial Europea (ESA) y la Academia China de Ciencias (CAS) han unido fuerzas para hacer realidad esta ambiciosa misión con la que se pretende comprender mejor la interacción entre el Sol y la Tierra . SMILE (siglas de Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer) observará el campo magnético de la Tierra en rayos X para descubrir dónde y cómo interactúa el viento solar con este escudo magnético que nos protege de la actividad dañina de nuestra estrella. "Vamos a obtener mucha información sobre cómo esta interacción impulsa fenómenos de clima espacial -lo que se llama Space Weather- que pueden afectar a los sistemas tecnológicos modernos", explica en entrevista telefónica Rocío Guerra, responsable de la misión SMILE en la ESA.

Su foco de estudio, expone, es lo que se denomina el viento solar: "Del Sol no sólo recibimos la radiación, la luz y el calor; también emite al espacio constantemente un viento solar, que es un flujo continuo de partículas cargadas. Interacciona con la magnetosfera terrestre, que es una burbuja magnética que nos protege y que actúa como un escudo frente a estas partículas. Y aunque esta interacción es conocida desde hace décadas y ha habido misiones anteriores que se han dedicado a su estudio, sigue sin comprenderse completamente cómo funciona globalmente su dinámica global, su variabilidad y sus efectos", señala.

SMILE ofrecerá a la humanidad la primera visión completa de cómo reacciona la Tierra ante los flujos de partículas y las ráfagas de radiación procedentes del Sol pues una de las principales novedades que aportará, según Guerra, es que va a permitir a los científicos "estudiar esa interacción de una manera global y durante un tiempo muy largo", para entender las tormentas geomagnéticas: "Esa información nos va a permitir hacer modelos de previsión, de predicción del clima espacial o space weather con mucha más precisión, lo cual va a ser útil para determinar cuáles los riesgos y poder mitigarlos".

Las tormentas solares no son algo nuevo, lógicamente han existido siempre, pero como subraya Rocío Guerra, "lo que sí que ha cambiado radicalmente desde hace varias décadas es su impacto en nuestras vidas, pues hoy vivimos en una sociedad profundamente dependiente de la tecnología, de los satélites, de las redes eléctricas, de los sistemas de navegación, de la aviación y de las comunicaciones globales. Y todo esto puede verse muy afectado por estos eventos".

¿Qué podría ocurrir en el peor escenario? "Una tormenta solar intensa podría provocar interrupciones a gran escala en el suministro de energía, en los instrumentos de navegación y en infraestructuras críticas, por lo que tendría consecuencias muy directas en nuestra vida cotidiana. Esta misión pretende conocer mejor estos fenómenos para anticiparnos", señala esta experta.

El precedente más preocupante y que suele usarse como ejemplo de los daños potenciales de la actividad solar es el llamado evento Carrington. Tuvo lugar en 1859 y se considera la tormenta solar más potente registrada: "Supuso el inicio del entendimiento de hasta qué punto una tormenta solar puede influir en nuestras vidas. Fue una potente eyección solar que provocó fallos en los sistemas que existían entonces, los telégrafos. Hubo auroras boreales visibles en latitudes inusuales, como Cuba. Tuvo ya una gran repercusión entonces, así que imagina si ocurriera un fenómeno similar hoy en día", señala. Otro ejemplo menos grave pero muy relevante tuvo lugar el 13 de marzo de 1989, cuando una tormenta geomagnética dejó sin electricidad a millones de personas en la ciudad canadiense de Quebec durante nueve horas.

Además de las pérdidas económicas, estos eventos solares podrían causar pérdidas de vidas: "Si los sistemas de navegación dejan de funcionar en algún momento se puede poner en riesgo a las personas que viajan en un avión a altas latitudes, o a los astronautas que estén en el espacio", advierte.

Tres años de observaciones

La actividad solar se mide en ciclos solares, que duran aproximadamente 11 años. Durante este tiempo, fluctúa entre un mínimo y un máximo. "Ese ciclo solar tiene periodos de máxima actividad en los que aumentan las erupciones solares y lo que llamamos las eyecciones de masa coronal, en las que el Sol expulsa toneladas de materia a gran velocidad con mucha energía. Y es durante esos máximos precisamente cuando el riesgo de tormentas geomagnéticas es mayor. Ahora estamos en el pico de actividad y podría empezar a bajar. Por eso SMILE, que va a trabajar durante tres años, se ha planificado para que opere durante la fase del ciclo solar en la que se prevé que haya los fenómenos más violentos. Vamos a ver muchos eventos energéticos pues va a lanzarse en una época en la que el ciclo solar todavía está en el máximo y pues vamos a poder estudiar todo ese viento solar en todo su esplendor", apunta.

Para hacer esas observaciones, la nave cuenta con cuatro instrumentos, entre ellos un generador de imágenes de rayos X suaves (SXI), que aporta la ESA, y que ha sido liderado desde la Universidad de Leicester, en Reino Unido. Las imágenes que aporte revelarán cómo la Tierra se defiende del viento solar y las tormentas solares. "Cuando llegan esas partículas cargadas e interaccionan con la atmósfera se produce una emisión de rayos X que es lo que observa este instrumento europeo, uno de los más complejos que lleva la nave y el primero que es capaz de tomar imágenes de la magnetosfera en rayos X. Conseguir ese campo de visión tan amplio y con esa precisión, realmente ha sido un desafío", señala la responsable de la ESA.

Ese instrumento europeo de rayos X, añade, se complementa con el instrumento UVI, que observará en ultravioleta las auroras en el polo norte: "Aunque ha habido otras misiones que han estudiado las auroras en ultravioleta antes, no lo tenían esa continuidad temporal".

La nave trabajará en una órbita polar muy elongada, que permitirá que se sitúe a una distancia de la Tierra de 121.000 kilómetros por encima del polo norte y pueda observar la magnetosfera y todos estos fenómenos de una manera global, alrededor de 40-45 horas. "Durante ese tiempo vamos a poder poder seguir esas tormentas geomagnéticas desde su comienzo hasta su fin". Y es que las tormentas magnéticas suelen durar entre dos y tres días. Con las observaciones de 45 horas de Smile, se pretende averiguar mejor cómo se producen las auroras.

SMILE lleva también un analizador de iones ligeros (LIA), que se dedicará a recoger partículas del viento solar con dos sensores para medir "el ataque del Sol contra las defensas de la Tierra, y un magnetómetro (MAG) que medirá el campo magnético que transporta el vietn solar para comparar el ataque del Sol contra la defensa de la Tierra.

Los datos que recoja la sonda los descargará principalmente a través de la antena O'Higgins, que es europea y se encuentra en la Antártida, pero también llegarán a otras antenas situadas en China.

No es la primera vez que China y la ESA colaboran en una misión -lo han hecho anteriormente en dos misiones que estudiar la magnetosfera terrestre (Double Star, lanzada en 2003) y Cluster (lanzada en 2000, en un segundo intento, dado que las sondas originales de la misión se perdieron en 1996 por un fallo del cohete). Sin embargo, SMILE sí marca un hito en la cooperación espacial entre ambas agencias pues es la primera misión que realizan una misión al al 50% conjuntamente.

"La colaboración científica ha sido magnífica. Tanto la Academia de Ciencias China como la Agencia Espacial Europea han proporcionado toda su experiencia, que es grande en ambos casos, y toda su tecnología, y ha habido una relación perfecta. Es una misión muy productiva tanto a nivel científico como a nivel técnico y de ingeniería", señala Guerra.

Su desarrollo ha sido también rápido para una misión espacial, pues empezaron a trabajar en ella en 2019. El coste total de la misión se estima en aproximadamente 250 millones de euros, de los cuales la Agencia Espacial Europea aporta 130 millones de euros.

Varias empresas y centros de investigación de España contribuyen a la misión. Así Airbus ha aportado el módulo donde viaja la carga útil; el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) se ha encargado del conjunto del plano detector de SXI; Airbus Crisa ha desarrollado la unidad de control extendida del módulo de carga y Sener, la antena de banda X del módulo de carga útil.