Impactos de polvo a hipervelocidad perturban la operativa de las naves espaciales
Los impactos de los granos de polvo a hipervelocidad en una nave espacial producen explosiones de plasma y nubes de residuos que pueden perturbar su funcionamiento.
Así ha sido
demostrado por científicos del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial
(LASP) de la Universidad de Colorado y del Laboratorio de Física Aplicada (APL)
de la Universidad Johns Hopkins, que han analizado colisiones entre la sonda
solar Parker y el polvo estelar
La nave
espacial Sonda Solar Parker, el último y más ambicioso esfuerzo de la NASA para
estudiar el Sol, ha batido muchos récords, ya que se ha acercado al sol más que
cualquier 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.
Dirigido
por David Malaspina, investigador del LASP y profesor adjunto del Departamento
de Ciencias Astrofísicas y Planetarias de la Universidad de Colorado, el equipo
se basó en observaciones electromagnéticas y ópticas de la Sonda Solar Parker
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, la Sonda Solar Parker atraviesa la región más densa de la nube
zodiacal, 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
Sonda Solar Parker 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, presentado en la 63ª Reunión Anual de la División de Física del Plasma
de la Sociedad Estadounidense de Física, 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. Por ejemplo, estas mediciones permitieron al equipo
estudiar cómo estas explosiones de plasma interactuaban con el viento solar, o
la corriente de iones y electrones que el sol genera de forma constante.
"Con
estas mediciones, podemos observar cómo el plasma creado por estos impactos de
polvo es arrastrado por el flujo del viento solar --explica Malaspina--.
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.
.-.
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