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Polvo devastador: el polvo espacial de alta velocidad puede sacudir naves espaciales con explosiones de plasma

Los experimentos de la NASA muestran cómo la sonda espacial Parker que orbita alrededor del Sol es golpeada por millones de granos. 

Científicos de la NASA han proporcionado la imagen más precisa hasta la fecha de partículas de polvo diminutas y superrápidas que dañan las naves espaciales e impiden las misiones espaciales.

Un equipo de científicos, dirigido por David Malaspina de la Universidad de Colorado Boulder, empleó mediciones electromagnéticas y ópticas de la sonda solar Parker, que tiene la misión de observar la corona exterior del Sol.

Al orbitar a unos 640 mil kilómetros por hora, la sonda es el objeto más rápido jamás construido y soporta choques contra granos de polvo vertidos por asteroides y cometas. Eventualmente llegará a unos 6.9 millones de kilómetros del centro del Sol.

“Con estas mediciones, podemos ver cómo el plasma creado por estos impactos de polvo es arrastrado por el flujo del viento solar”, dijo Malaspina. El proceso que los investigadores utilizaron, aunque a menor escala, puede conducir a un mejor entendimiento de cómo el viento solar arrastra el plasma de las atmósferas superiores de Marte y Venus.

La sonda atraviesa el área más densa de la nube zodiacal en forma de panqueque, que está compuesta de polvo y se extiende por todo el sistema solar. Miles de partículas de polvo de 2 a 20 micrones de tamaño golpean la sonda a hipervelocidad (al menos 10 mil 782 kilómetros por hora). Cuando el polvo golpea la sonda, las partículas y la superficie de la nave espacial se calientan y se vaporizan. Después, el material se ioniza, lo que significa que los átomos se separan en sus iones y electrones constituyentes, y producen una materia llamada plasma.

Las mediciones de campos eléctricos, campos magnéticos e imágenes de la cámara revelan las explosiones de plasma y las nubes de escombros que se crean cuando el polvo a muy alta velocidad impacta con la sonda solar Parker. Al observar la dispersión de estas pequeñas nubes de plasma y escombros, los científicos pueden aprender cómo las nubes más grandes de polvo y escombros son expulsadas de las estrellas. En la parte superior izquierda, se muestran gráficas de los campos eléctricos y magnéticos; en el centro hay una representación de la colisión de partículas con la sonda, y en la parte inferior derecha se muestran imágenes de los escombros. (NASA)

La rápida vaporización y ionización del polvo produce una explosión de plasma que dura menos de una milésima de segundo, mientras que los impactos más grandes producen nubes de escombros que se dispersan lentamente en dirección contraria a la sonda.

Los investigadores emplearon antenas y sensores de campo magnético para medir las perturbaciones del entorno electromagnético que rodea a la sonda. Estudiaron cómo las explosiones de plasma interactuaban con el viento solar, es decir, la corriente de iones y electrones que el Sol genera constantemente.

Las escamas de metal y pintura desprendidas de la sonda por las colisiones de polvo se desplazaron y rodaron cerca, y se ven como manchas en las imágenes grabadas por las cámaras de la sonda solar Parker.

“Muchas manchas de imágenes se ven radiales y se originan cerca del escudo térmico”, que protege la sonda del intenso calor del Sol, según el estudio. Algunos escombros reflejaron la luz del Sol hacia las cámaras de navegación de la nave espacial, lo que dificultó temporalmente la orientación de la sonda. El peligro para la sonda es que depende de una orientación precisa del escudo térmico para sobrevivir.

Los resultados del estudio se presentarán en la reunión anual celebrada este mes sobre física del plasma de la Sociedad Estadounidense de Física en Pittsburgh, Pensilvania.

Hasta ahora, la sonda solar Parker ha realizado nueve órbitas completas alrededor del Sol. Para 2025, cuando finalice su misión, se espera que haya completado 15 órbitas.

Traducción de Yerem Mújica; editado por Yerem Mújica y Melanie Slone

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