Solar and Heliospheric Observatory – (SOHO)

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{Maqueta del SOHO en el British sciencie museum.  / Fuente = GAME member}


                                                                                                                                ~ PASADO ~

El observatorio solar y heliosférico (SOHO) por sus siglas en inglés, es una misión espacial que forma parte del Programa de Ciencia Solar Terrestre (STSP), desarrollada en un esfuerzo conjunto entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). El STSP constituye la piedra angular del programa a largo plazo desarrollado por la ESA y la NASA,  junto al programa (ISTP) con 5 misiones espaciales propuestas a partir de 1982, 2 de las cuales de gran valor; la misión CLUSTER, fallida por la pérdida del cohete ARIAN 5 el 4 de junio de 1996, y SOHO, el 2 de diciembre de 1995. Las misiones Geotail, Wind y Polar, también formaron parte del mismo programa que estudiaba la relación “Sol-Tierra”.

Hace hoy 19 años, tuvo lugar un hecho histórico para la comunidad científica internacional: un cohete Atlas Centauro II-AS (AC-121) despegaba del centro espacial de Cabo Cañaveral (Florida) con una preciada carga a bordo, el satélite SOHO.
Su misión: el estudio más profundo jamás realizado por el hombre de nuestra estrella, el Sol; los once sofisticados instrumentos que componen SOHO se encargarían de ello. Tres de estos instrumentos estarían dedicados al estudio de las oscilaciones solares, ondas de presión y de gravedad atrapadas dentro del Sol que se propagan desde el mismo núcleo solar hasta la superficie, permitiendo obtener información precisa de cómo es el Sol por dentro y determinar importantes parámetros físicos en función de la distancia al centro de nuestra estrella.
Otros cinco instrumentos se encargarían de estudiar la atmósfera solar desde la misma superficie hasta la corona externa, a una distancia de 30 veces el radio del Sol. En concreto se estudiarían flujos y turbulencias, temperaturas y densidades del plasma, abundancias químicas, erupciones solares, campos magnéticos y emisiones en ultravioleta, así como la cromosfera y la corona solar, junto con su hasta ahora no comprendido calentamiento. Los tres últimos instrumentos tendrían como objetivo el estudio del viento solar, flujo de partículas expulsadas por el Sol a grandes velocidades y que llegan hasta nosotros produciendo, aparte de problemas en las comunicaciones, las hermosas auroras boreales.

Sus principales tareas serían la detección de estas partículas, determinación de la masa, carga iónica, energías y el estudio del proceso de aceleración y propagación por el medio interplanetario. En definitiva, una flota de instrumentos de la más moderna tecnología dedicados exclusivamente al estudio profundo del Sol y que abriría una nueva época en la Física Solar.

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                                                                                                                           ~ PRESENTE ~

Después de unas dos horas en órbita circular alrededor de la Tierra, SOHO comenzó su viaje espacial en dirección al Sol siguiendo una órbita preventiva, ya que su destino final no era girar en torno a nuestro planeta, sino alcanzar el llamado punto Lagrange L1. Éste es un lugar situado a un millón y medio de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol donde las fuerzas  y corrientes gravitatorias de nuestra estrella y de los planetas del sistema solar encuentran un equilibrio estático y se anulan, creando una región en el espacio interplanetario de gravedad cero. SOHO empleó cuatro meses en llegar a su destino, situado a unas cuatro veces la distancia de la Tierra a la Luna, durante los cuales desplegó los paneles solares y realizó todo tipo de pruebas de funcionamiento instrumental tanto a nivel del propio satélite como de la carga científica.

blog1{ Ubicación + tamaño comparativo con un autobús escolar / FUENTE = Programa de la NASA que GAME usa para fines educativos }blog2

 

En abril de 1996, SOHO alcanzó la zona de gravedad nula y apuntó directamente al centro del Sol, siendo ésta la posición operativa del satélite para poder obtener la información científica deseada durante las 24 horas del día. Uno a uno se fueron poniendo en funcionamiento todos los instrumentos hasta quedar completamente operativos y comenzar a desentrañar los secretos que guarda nuestra estrella.

~Un resumen detallado de los instrumentos de los que dispone SOHO:
> Global Oscillations at Low Frecuence (GOLF): mide variaciones de la velocidad en todo el disco solar para explorar el núcleo del sol.

> Variability of Solar Irradance (VIRGO): mide oscilaciones y constantes en todo el disco solar, también para estudiar su núcleo.

> Michelson Doppler Imager (MDI): mide el campo de velocidad y el magnético en la fotosfera, para estudiar la zona de convección, la cual forma la capa exterior del interior del Sol, y los campos magnéticos que controlan la estructura de lacorona. Véase también Heliosismología

> Solar UV Measurement of Emitted radiation (SUMER): mide los flujos de plasma, temperatura y densidad de la corona.

> Coronial Diagnostic Spectrometer (CDS): mide densidad, temperatura y flujos coronales.

> Extreme UV Imaging Telescope (EIT): mide la estructura y actividad de la zona baja de la corona.

> UV Coronagraph and Spectrometer (UVCS): mide densidades y temperaturas de la corona.

> Solar Wind Anisotropies (SWAN): Usa un telescopio sensible a la longitud de onda característica del hidrógeno para medir el flujo másico del viento solar, mapear la densidad de la heliosfera y observar las estructura de las corrientes de viento solar a gran escala.

> Charge, Element, Isotope Analysis (CELIAS): estudia la composición iónica del viento solar

> Suprathermal & Energetic Particle Analyser (COSTEP): Estudia la composición iónica y electrónica del viento solar.

> Energetic Particle Analyser (ERNE): Estudia la composición iónica y electrónica del viento solar.

> Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO): Estudia la estructura y evolución de la corona solar mediante la creación de un falso eclipse solar.

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{Exposición de los instrumentos del SOHO, en concreto el CDS. / FUENTE = GAME member }

En la Tierra, los tres radares del llamado Deep Space Network (Red del Espacio Profundo) se encargan de hacer llegar al satélite todas las instrucciones necesarias para su correcto funcionamiento y de recibir el flujo de datos que envía el mismo.

~ Anécdotas:
Durante los siguientes casi tres años, hasta el 24 de junio de 1998, SOHO estuvo aportando la más valiosa información nunca obtenida del Sol, no solo por la continuidad de estar las 24 horas diarias, sino también por su enorme calidad al no tener delante la distorsionante atmósfera terrestre, limitación inevitable de las observaciones desde la Tierra.

¿Y por qué hasta el 24 de junio de 1998? Porque en esa fecha sucedió algo terrible para los científicos encargados de la misión. Debido a una serie de fallos en cadena, SOHO empezó a girar sobre uno de sus ejes de forma descontrolada. Los datos enviados por su antena salían en direcciones distintas a la de la Tierra y, por este mismo motivo, no recibía las instrucciones del centro de control, sus paneles solares ya no apuntaban al Sol para la recarga continua de sus baterías, su energía se iba acabando y, a medida que pasaban las horas, la situación se hacía más peligrosa. Todo el esfuerzo realizado por los expertos para recuperar el control del satélite fueron en vano, SOHO se estaba apagando poco a poco sin poder evitarlo. Tres días más tarde se le dio definitivamente por perdido.
Comenzó entonces una misión casi imposible, recuperar el satélite. Primero había que localizarlo, un cubo de poco menos de cuatro metros de lado situado a un millón y medio de kilómetros de la Tierra. Si se conseguía, habría que intentar establecer contacto telemétrico con él para cargar las baterías lo suficiente como para empezar a descongelar los previsiblemente congelados tanques de hidracina (combustible de los motopropulsores). Si se tenía suficiente éxito en este proceso, habría que apuntar el satélite al Sol para completar la carga de las baterías y proceder al descongelamiento del resto de sistemas e instrumentos.
Durante tres largas semanas, la búsqueda resultó infructuosa, llenando de pesimismo y desesperación incluso a los científicos más optimistas.

El 23 de julio de 1998 sucedió lo que ya nadie esperaba. Las señales enviadas por el radiotelescopio de Arecibo encontraron un objeto cuyo eco fue recibido por la estación de Goldstone. Dicho objeto era del tamaño de SOHO y se encontraba en la zona donde se perdió. No había duda, SOHO había sido finalmente encontrado. De los datos de los radares se deducía que estaba girando a una vuelta por minuto sobre uno de sus ejes. Comenzó entonces un bombardeo de telecomandos al satélite para intentar establecer contacto con él, consiguiéndose dicho contacto telemétrico el 4 de agosto de 1998. El siguiente paso crucial era descongelar la hidracina para dar movilidad al satélite y apuntarlo al Sol. Esto se consiguió en un proceso muy lento, ya que al no estar los paneles solares apuntando directamente al Sol, la carga que adquirían las baterías era muy débil. Esta poca energía se empleaba en calentar un poco la hidracina y volver a cargar las baterías durante horas antes de proceder a un nuevo calentamiento. Este proceso duró un mes y medio y fue favorecido al comienzo de septiembre de 1998, al entrar en una posición de la órbita en la cual los paneles solares de SOHO empezaron a apuntar al Sol de forma más frontal.
El 16 de septiembre de 1998, finalmente SOHO pudo ser maniobrado y apuntó de nuevo al Sol, comenzando entonces al encendido y puesta a punto de los once instrumentos. A finales de octubre de 1998, SOHO estaba de nuevo operativo y, lo que es más sorprendente, los once instrumentos no habían sufrido daños después de su involuntaria hibernación de casi cuatro meses.

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* No obstante, esa no ha sido la única anomalía que ha sufrido  este carismático y aventurero observatorio espacial, ya que el año anterior a este evento, en concreto el 22 de diciembre de 1997, una tormenta solar dañó de forma irreparable el instrumento LASCO C1 mientras realizaba sus operaciones. De haber perdido el LASCO C2 y C3, hubiese sido dramático.

                                                                                                                              ~ FUTURO ~  

Aun que al principio la misión estaba calculada para que durara unos pocos años, a medida que los datos obtenidos maravillaban a la comunidad científica y al mundo entero, se decidió prolongar su actividad visto su eficiente uso durante el último pico máximo de actividad solar, donde el SOHO era la principal herramienta para estudiar las peligrosas CME’s que se produjeron en aquél entonces.
Con esta intención, y la de dar tiempo a que otra nueva generación de satélites ocupasen sus funciones, como el SDO en febrero de 2010, se decidió prolongar sus servicios hasta, como mínimo, diciembre de 2016.

Nuevos proyectos combinados con varios programas espaciales diferentes, pretenden seguir estudiando la importante relación que hay entre el Sol y la Tierra, aunque uno de los más emblemáticos siempre será el SOHO, tanto por su alta definición de imagen para la época, como por la capacidad de detectar tránsitos de planetas o cometas por nuestro astro.
A pesar de que el Solar Dynamics Observatory le da mil vueltas a SOHO, otra nueva y futura generación de satélites espaciales están confabulando para ofrecernos lo mejor y nunca antes visto, así que les dejamos este pequeño resumen de una entrada en nuestro blog, donde explicamos  por ejemplo las misiones espaciales que más cerca tiene previsto viajar al Sol.
“ Si verlo nítido es espectacular, verlo de cerca puede ser tremendo”

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Véase la entrada a cerda de futuras misiones solares = *http://blog.meteorologiaespacial.es/2014/11/14/que-mision-solar-se-acercara-mas-al-sol/#more-559

{ Elaboración : GAME / www.meteorologiaespacial.es
administración@meteorologiaespacial.es
cristian@meteorologiaespacial.es
Fuentes de información :
* Wikipedia – Solar Terrestrial Science Program (STSP)
* http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo7/medid21.htm
* http://www.iac.es/gabinete/difus/ciencia/soltierra/7.htm
* “Anomalías del SOHO” = http://www.inaoep.mx/~rincon/soho_2.html
Fuentes de imagen :
El 100% de las imágenes o bien son de la NASA o de GAME.

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