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Largas mangueras, arqueadas por el viento, llenan parcialmente el globo con helio antes del lanzamiento. Una buena parte del globo es se deja vacía para que se pueda expandir a medida que asciende a la estratosfera, donde la presión del aire es mucho menor.
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Foto por Carlye Calvin, ©UCAR.

Telescopio Solar alcanza 120 000 pies a Bordo de un Globo Aerostático del Tamaño de un Boeing 747
News story originally written on October 24, 2007

BOULDER—En un vuelo de prueba sin precedentes, el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR, por sus siglas en Inglés) y un equipo de colegas investigadores, lanzaron exitosamente, en Octubre 2007, un telescopio solar a una altura de 120 000 pies, a bordo de un globo aerostático más grande que un jet Boeing 747. Este vuelo de prueba abrió el camino para vuelos polares de larga duración de globos aerostáticos, comenzando en 2009, y que capturarán detalles sin precedentes de la superficie del sol.

"Este proyecto de investigación único nos permitirá ver características del sol que no hemos visto antes" dijo Michael Knölker, director del Observatorio de Gran Altitud de NCAR, e investigador principal del proyecto. "Esperamos descifrar misterios importantes de las estructuras del campo magnético del sol, que pueden ser la causa de tormentas electromagnéticas en la atmósfera superior, y podrían tener un impacto en el clima de la tierra."

El proyecto, conocido como Amanecer, es una colaboración internacional que incluye NCAR, NASA, los institutos Max Planck para Investigaciones del Sistema Solar y Kiepenheuer para Física Solar de Alemania, Instituto Astrofísico de Islas canarias de España, y la Corporación Espacial de Suiza. Colaboradores adicionales de EEUU incluye la corporación Lockheed Martin y la Universidad de Chicago. El financiamiento para la participación de NCAR en el proyecto proviene de NASA y de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF, por sus siglas en inglés), que es el principal patrocinador de NCAR.

El proyecto puede facilitar una nueva generación de misiones científicas a bordo de globos aerostáticos que cuestan menos que enviar instrumentos al espacio. Los científicos también pueden probar instrumentos en un globo antes de comprometerse a lanzarlos en un cohete.

El globo, con su canasta de equipos científicos, fue lanzado con éxito en la mañana del 3 de octubre, desde las Instalaciones de Globos Científicos Columbia, en Fort Sumner, New Mexico. Voló por unas 10 horas, capturando imágenes estables de la superficie solar y datos adicionales de los varios instrumentos de su sofisticada carga útil. Finalmente la canasta se separó del globo y descendió con un paracaídas, aterrizando sin dificultades en un campo en las afueras de Dalhart, Texas.

"Fuimos capaces de verificar el trabajo del sistema de un extremo a otro", afirmó David Elmore, el ingeniero de NCAR que supervisó el vuelo de pruebas. "Podemos ahora proceder a planificar con confianza la primera misión de escala completa."

Observando el Sol de medianoche

El objetivo más importante del Proyecto Amanecer es investigar las estructuras y dinámicas de los campos magnéticos del sol. Estos campos alimentan la actividad solar, incluyendo las tormentas de plasmas que inciden sobre nuestra atmósfera superior y afectan sistemas sensibles de telecomunicaciones y de producción y transporte de energía. Los campos también provocan cambios en la radiación solar, que pueden ser factores importantes en los cambios de de largo período del clima terrestre.

El Proyecto Amanecer tiene ahora planificado un viaje sobre el Ártico de varios días, en el verano 2009, que será lanzado desde Kiruna, Suiza. Aprovechando el sol de medianoche, el telescopio podrá capturar imágenes continuas por un período desde varios días hasta tanto como dos semanas, posiblemente orbitando el Ártico . Podría ser lanzado otra vez después en otro viaje de larga distancia sobre el Ártico o la Antártica.

A una altitud de 120 000 pies, el telescopio se elevará sobre la mayor parte de la turbulencia de la atmósfera, y del ozono y vapor de agua que absorben la radiación ultravioleta. Esto le permitirá obtener imágenes estables en el rango ultravioleta, lo que permite una mayor resolución de la que puede ser obtenida desde la superficie de la tierra.

El telescopio capturará características de la superficie solar tan menores como de 30 kilómetros de lado a lado (unas 19 millas), más del doble de la resolución alcanzada por cualquier otro instrumento hasta la fecha. Esto le permitirá a los científicos examinar estructuras del sol que se piensa puedan ser esenciales para entender los mecanismos que controlan la actividad solar. Adicionalmente, a través de la observación de una misma área durante un vuelo completo en altas latitudes, durante el verano, permitirá a los científicos observar los cambios que ocurren en los campos magnéticos, sin la interrupción de la noche.

Un foco claro desde un globo en movimiento

El proyecto Amanecer ha presentado a los ingenieros una serie de retos extraordinarios. El globo ha sido designado para cargar 6 000 libras de equipos, incluyendo un telescopio solar de 1 metro (39-pulgadas), otros instrumentos de observación, equipo de comunicaciones, computadoras y discos duros, paneles solares, y cajas de rodamiento y protecciones para proteger la carga útil durante el aterrizaje. El equipamiento debe ser capaz de resistir cambios dramáticos de temperatura, y la canasta de acero y aluminio no puede vibrar en forma alguna que afecte la operación del telescopio.

Uno de los aspectos más difíciles del trabajo ingenieril fue diseñar la canasta en tal forma que el telescopio se mantenga siempre enfocado durante todo el vuelo en un área muy pequeña y muy específica del sol, incluso cuando torciéndose en un globo a gran altitud durante las misiones. para lograr esto, la canasta incluye un motor torque que la mantiene en la orientación correcta, y un sistema de navgación y compensación que constantemente corrige el objetivo del telescopio.

Además del telescopio, la canasta cargará, en sus misiones de investigación, un espectrógrafo polarimétrico que medirá las longitudes de ondas del espectro electromagnético solar, o que permitirá a los científicos deducir características de sus campos magnéticos. Otro instrumento, conocido como magnetógrafo de imágenes, producirá mapas bidimensionales de los campos magnéticos.

Debido a que la canasta está diseñada para soportar fuerzas considerables durante el aterrizaje, los instrumentos pueden ser reutilizados en repetidas misiones.

"Esta es una manera muy económica de elevarnos sobre la atmósfera y capturar imágenes que no pueden ser capturadas desde tierra," dijo Knölker. "Lo que estamos haciendo es preparando el terreno para las generaciones futuras de vuelos espaciales."

Última modificación el 10 de marzo de 2008 por Jennifer Bergman.

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