Los observatorios de RF SOHO, Inouye, BioSentinel, Proba-3, Parker Solar Probe, SPHEREx, PUNCH, Carruthers, Helios y SunRISE estudian las erupciones de radio solares, la atmósfera solar, la influencia de la radiación solar en varios objetos y mapean el campo magnético solar desde la corona exterior hasta el espacio interplanetario.
Comprender el clima espacial, encontrar minerales y evaluar el impacto de los terremotos en el campo magnético terrestre es posible gracias a las tecnologías empleadas en los observatorios geomagnéticos. Actualmente, 16 de estos observatorios operan en Rusia bajo la dirección de la Academia Rusa de Ciencias (RAS). Están ubicados en diversas regiones del país, como los óblasts de Moscú, Leningrado, Yaroslavl, Sverdlovsk, Novosibirsk e Irkutsk, la República de Sajá (Yakutia), el krai de Jabárovsk, el óblast de Magadán y el krai de Kamchatka.
Los observatorios geomagnéticos son instalaciones científicas que registran y miden continuamente el campo magnético terrestre. Sirven para estudiar tormentas magnéticas, el clima espacial y, en general, los procesos relacionados con la influencia del Sol en nuestro planeta. Los índices de actividad geomagnética se calculan a partir de datos de observatorios magnéticos. Estos índices indican el grado de influencia del viento solar en la magnetosfera terrestre.
El principal instrumento instalado en los observatorios geomagnéticos es un magnetómetro escalar. Mide la magnitud del campo magnético terrestre en su conjunto. Este dispositivo, al igual que otros, requiere una carcasa independiente para aislarlo de posibles fuentes antropogénicas de fluctuaciones magnéticas. Este sensor contiene un líquido especial, por ejemplo, queroseno o una solución acuosa de alcohol. Una bobina se enrolla alrededor del exterior del matraz que contiene esta solución. Al pasar una corriente a través de ella, se crea un campo magnético bastante intenso. Este campo actúa sobre el sensor y hace que los momentos magnéticos de las partículas en el líquido se alineen con este campo. Entonces, la corriente se corta. Sin embargo, el campo no desaparece inmediatamente. Sin embargo, el vector de este campo comienza a precesar, lo que significa que su eje cambia constantemente su posición en el espacio, ahora alrededor del vector del campo magnético terrestre.
Los investigadores también utilizan un magnetómetro vectorial en su trabajo. Este puede medir la dirección del campo magnético en diferentes direcciones. El dispositivo funciona mediante un sensor metálico llamado fluxgate, fabricado con una aleación magnética de hierro y níquel. Al medir el campo magnético, el estado de la aleación cambia, lo que permite registrar los cambios.
Otro sensor de compuerta de flujo está conectado al telescopio de un teodolito, un instrumento para medir ángulos en los planos horizontal y vertical. Para garantizar mediciones ininterrumpidas, este instrumento se desmagnetiza: todas las piezas originales se sustituyen por otras amagnéticas. Cada pocos días, los especialistas utilizan este dispositivo para medir el ángulo de declinación magnética (el ángulo de inclinación del campo magnético entre la aguja de la brújula y la posición geográfica real del Norte), así como el ángulo de inclinación magnética (la inclinación de la aguja de la brújula con respecto al horizonte). Estos ángulos deben medirse para corregir mediciones ya realizadas con otro instrumento.
La sonda espacial Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO) de la NASA-ESA capturó esta imagen del Sol en luz ultravioleta extrema el 24 de febrero de 2015, durante un período de tres horas en el que nuestra estrella más cercana expulsó una masa coronal junto con un fragmento de filamento solar. Si bien algunos filamentos retrocedieron hacia el Sol, una parte significativa escapó al espacio en una brillante nube de partículas.
Lanzada en diciembre de 1995, la misión conjunta NASA-ESA SOHO se diseñó para estudiar el Sol desde su interior. Aunque su misión estaba prevista para 1998, continuó recopilando datos, ampliando la comprensión científica de nuestra estrella más cercana y realizando numerosos descubrimientos, incluyendo la detección de más de 5.000 cometas.
El 24 de febrero de 2015, el Sol expulsó una masa coronal junto con una porción de su filamento solar en el transcurso de tres horas. NASA
La NASA continúa estudiando el Sol mediante diversas sondas espaciales. Entre ellas se incluyen la Sonda de Mapeo y Aceleración Interestelar (IMAP) de la NASA, el Observatorio Geocorona de Carruthers y el Observatorio de Meteorología Espacial de Seguimiento en Lagrange 1 (SWFO-L1) de la NOAA.
De 2017 a 2019, KX Systems se asoció con Frontier Development Lab a través del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. En colaboración con científicos de la NASA, KX aplicó las capacidades de kdb+ a la búsqueda de exoplanetas y la predicción del clima espacial, áreas que podrían mejorarse con modelos de IA. Una de las preguntas que Frontier Development Lab buscaba responder era si kdb+ podía predecir el clima espacial que causa las auroras, previendo así cuándo los satélites GPS podrían experimentar interrupciones de la señal inducidas por el sol.
Al importar múltiples conjuntos de datos que rastrean la ionosfera, la actividad solar y el campo magnético de la Tierra y aplicarles algoritmos de aprendizaje automático, los investigadores del Laboratorio de Investigación Avanzada pudieron predecir eventos destructivos con hasta 24 horas de anticipación.
Si bien esta fue una aplicación académica de IA, KX Systems dice que algunos de los resultados de este trabajo se han utilizado en productos comerciales, ya que existen similitudes entre los modelos de IA desarrollados para identificar patrones en la pérdida de señal satelital y los modelos que predicen las necesidades de mantenimiento de los equipos de fabricación industrial.
Las asociaciones con la NASA permiten que la inteligencia artificial prediga eventos solares.
Las auroras iluminan el cielo nocturno sobre las ciudades, pero la misma actividad solar que las causa puede perturbar satélites cruciales para los sistemas terrestres. La inteligencia artificial podría ser la solución al problema de predecir estos eventos solares y alertar a los operadores de satélites.
Si bien las auroras son un espectáculo hermoso en la Tierra, la actividad solar que las provoca puede causar graves daños a la infraestructura espacial, como los satélites. El uso de inteligencia artificial para predecir estos eventos solares dañinos fue una de las iniciativas de colaboración de KX con FDL. Sebastian Saarloos
El Laboratorio de Investigación Avanzada (ARL) en Mountain View, California, es una colaboración continua entre la NASA y empresas comerciales de inteligencia artificial para aplicar técnicas avanzadas de aprendizaje automático a problemas importantes para la agencia y otros sectores. Desde 2016, el ARL ha aplicado IA para la NASA en los campos de la protección planetaria, la heliofísica, las ciencias de la Tierra, la medicina y la exploración lunar.
En colaboración con KX Systems, Frontier Development Lab buscó utilizar software probado de forma innovadora. El software insignia de análisis de datos de la compañía, kdb+, se utiliza habitualmente en el sector financiero para rastrear las tendencias del mercado, que cambian rápidamente, pero la compañía estaba explorando sus posibles aplicaciones en el espacio.
KX Systems, una división de FD Technologies plc, es una empresa tecnológica que ofrece software de gestión y análisis de bases de datos a clientes que necesitan tomar decisiones con rapidez. Si bien KX se fundó en 1993, su negocio basado en IA ha crecido significativamente, y la empresa señala que su colaboración con la NASA ha acelerado el desarrollo de algunas de sus capacidades.
Desde la década de 1950, los físicos solares han cartografiado los campos magnéticos de la superficie solar. Sin embargo, desde hace tiempo se realizan esfuerzos para cartografiar los campos magnéticos en regiones superiores, como la corona, ya que es aquí donde se originan los vientos solares y los fenómenos meteorológicos espaciales, como las erupciones y las eyecciones de masa coronal. El Telescopio Solar Inouye, ubicado cerca de la cima del Haleakala en la isla de Maui, Hawái, ahora ofrece la capacidad de abordar esta necesidad.
El Telescopio Solar Inouye de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), operado por el Observatorio Solar Nacional (NSO), ha mapeado la intensidad del campo magnético en la corona solar, la parte exterior de la atmósfera solar que puede verse durante un eclipse solar total.
Un importante trabajo del Telescopio Solar Inouye se publicó en la revista Science Advances en septiembre de 2024 y promete mejorar nuestra comprensión de la atmósfera del Sol y cómo sus condiciones cambiantes afectan a la sociedad tecnológicamente dependiente de la Tierra.
El Telescopio Solar Inouye es el telescopio solar más grande del mundo. Las observaciones de los campos magnéticos realizadas por este telescopio tienen como objetivo comprender el comportamiento explosivo del Sol y constituyen uno de sus principales objetivos. El espejo de 4 metros de Inouye proporciona «imágenes sin precedentes desde la superficie del Sol hasta la atmósfera solar inferior», según un comunicado de NSO. Centrándose en pequeñas variaciones en las observaciones, el conjunto de instrumentos recopila imágenes desde la superficie del Sol hasta la atmósfera solar inferior. El Telescopio Solar Inouye revela objetos tres veces más pequeños que cualquier cosa que los científicos hayan visto anteriormente en el Sol, y lo hace varias veces por segundo. Los instrumentos y la unidad óptica no solo producen imágenes impresionantes, sino que también poseen increíbles capacidades espectroscópicas. Se espera que la observación de las huellas específicas de cientos de átomos e iones en la superficie y la atmósfera del Sol ayude a los investigadores a explicar la naturaleza dinámica del comportamiento solar.
Normalmente, la corona solar —una región un millón de veces más tenue que el disco solar— solo puede verse durante un eclipse solar total, cuando la mayor parte de la luz solar queda bloqueada y el cielo terrestre se oscurece. Sin embargo, Inouye utiliza una técnica llamada coronografía para crear eclipses artificiales, lo que significa que puede detectar señales polarizadas extremadamente débiles, mil millones de veces más débiles que el disco solar.
Así como los mapas detallados de la superficie y la atmósfera de la Tierra han permitido realizar pronósticos meteorológicos más precisos, este mapa completo de los campos magnéticos en la corona solar ayudará a los científicos a predecir mejor las tormentas solares y el clima espacial y a avanzar en la física solar.
El sistema BioSentinel de la NASA estudia la radiación solar. BioSentinel, un pequeño satélite del tamaño aproximado de una caja de cereales, orbita actualmente el Sol a más de 48 millones de kilómetros de la Tierra. Un análisis preliminar de los datos recopilados muestra que, si bien se producen tormentas geomagnéticas extremas (tormentas que alteran el campo magnético terrestre), se clasificaron como tormentas de radiación solar moderada, lo que significa que no aumentaron significativamente la cantidad de partículas solares peligrosas.
En consecuencia, estas tormentas no representaron una amenaza grave para la vida terrestre, incluso si no contaban con protección, como BioSentinel. Estas mediciones proporcionan información útil a los científicos que intentan comprender cómo se propagan las tormentas de radiación solar por el espacio y dónde su impacto —y su posible impacto en la vida extraterrestre— es más intenso.
La sonda espacial Solar Dynamics Observatory de la NASA capturó esta imagen de una llamarada solar el 11 de mayo de 2024. La imagen muestra un fragmento de radiación ultravioleta que libera material extremadamente caliente en las erupciones. NASA/SDO
La misión original de BioSentinel era estudiar muestras de levadura en el espacio profundo. Aunque estas muestras ya no son organismos vivos, BioSentinel se ha adaptado y sigue siendo una plataforma innovadora para estudiar el posible impacto de las condiciones del espacio profundo en la vida más allá de la protección de la atmósfera y la magnetosfera terrestres. El instrumento biosensor de la nave espacial recopila datos de radiación en el espacio profundo. Más de un año y medio después de su lanzamiento en noviembre de 2022, BioSentinel se aleja de la Tierra, proporcionando datos cada vez más valiosos a los científicos.
«Aunque la parte biológica de la misión BioSentinel concluyó varios meses después del lanzamiento, creemos que su continuación tiene un valor científico significativo», informaron los investigadores. «El hecho de que el CubeSat siga operando y que podamos mantener la comunicación con él resalta el potencial uso de la nave espacial y de muchos de sus subsistemas y componentes para futuras misiones a largo plazo más allá de la órbita baja terrestre».
Ilustración de la sonda espacial BioSentinel de la NASA entrando en órbita heliocéntrica. BioSentinel recopiló datos durante la tormenta geomagnética que azotó la Tierra en mayo de 2024 para comprender mejor los efectos de la radiación en el espacio profundo. NASA/Daniel Rutter
La misión Proba-3 es tan ambiciosa que su culminación exitosa requiere más de una nave espacial. Para que la sonda Coronógrafo de Proba-3 observe la tenue atmósfera del Sol, su sonda Oculter, que transporta el disco solar, debe bloquear el disco solar caliente. Esto significa que el Oculter de Proba-3 apunta constantemente al Sol, lo que lo convierte en una valiosa plataforma de investigación científica.
Por ello, en el lado del telescopio Occulter que da al Sol se ha instalado un instrumento especial que medirá de forma continua la emisión total de energía del Sol, conocida como irradiancia solar total, un parámetro clave para la investigación climática, según informa el servicio de prensa de la ESA.
Órbita Proba-3. ESA
El Radiómetro Absoluto Digital del tamaño de una caja de zapatos DARA fue proporcionado a la misión por el Observatorio Meteorológico Físico de Davos (PMOD) en Suiza.
Los investigadores solían hablar de la ‘constante solar’, pero en realidad, esta cambia constantemente y con ligeras variaciones», explica Wolfgang Finsterle, investigador principal del proyecto DARA en el PMOD. «Y es crucial monitorizar la radiación solar total, ya que es la principal fuente de energía de la superficie terrestre. Representa aproximadamente el 99,978 % de toda la energía disponible en la Tierra, incluyendo la energía solar almacenada en el carbón y el petróleo. Determina todos los procesos dinámicos del clima terrestre, por lo que incluso los cambios más pequeños tienen enormes implicaciones».
Ubicado en las montañas, el PMOD lleva más de un siglo estudiando la radiación solar global, inicialmente con instrumentos terrestres y, posteriormente, desde la década de 1970, con radiómetros espaciales para obtener un conjunto continuo de datos. La Organización Meteorológica Mundial ha designado al PMOD como Centro Mundial de Radiación para la calibración de las mediciones de radiación para los programas de monitoreo global de la ONU.
Muestra 3. ESA
Wolfgang añade: «La irradiancia solar total varía según el ciclo solar de 11 años, y una de las maneras más obvias de detectar la deriva energética a largo plazo es comparar la irradiancia solar total entre mínimos solares sucesivos… Esto requiere una larga serie de datos, idealmente obtenidos de múltiples instrumentos, ya que la sensibilidad de los radiómetros individuales se verá reducida por la intensa radiación ultravioleta de la radiación solar, a la que están constantemente expuestos. Cualquier reducción de la sensibilidad se produce de forma muy gradual: por ejemplo, el radiómetro a bordo del observatorio solar SOHO de la ESA-NASA, lanzado en 1995, sigue funcionando satisfactoriamente».
Herramienta DARA. ESA
El principio básico de funcionamiento de DARA es sencillo. El radiómetro contiene una cavidad de 5 mm de diámetro, hecha de plata pintada de negro y con baja emisividad térmica. La luz solar calienta el interior de la cavidad durante 15 segundos, tras lo cual un obturador se cierra automáticamente en la entrada. Durante los siguientes 15 segundos, el calentamiento eléctrico mantiene la temperatura previa de la cavidad, y la energía necesaria para mantenerla se extrapola a una unidad de radiación solar total, expresada en vatios por metro cuadrado.
Observatorio solar SOHO de la ESA
Este proceso continúa durante toda la vida útil del dispositivo: el diseño del actuador utilizado en DARA ha sido probado para abrirse y cerrarse millones de veces en la cámara de vacío PMOD.
«DARA es una versión mejorada de los radiómetros anteriores, con un resonador optimizado para minimizar la luz parásita no deseada y un sistema de medición multicanal para autocalibración», añade Wolfgang. «Esta generación de instrumentos también cuenta con un bucle de control totalmente digital, lo que permite experimentar con observaciones más frecuentes».
Como señala Werner Schmutz de PMOD, quien dirigió el desarrollo, ya se han probado dos versiones de este radiómetro: «Una versión compacta llamada CLARA se instaló en el satélite cubesat noruego NorSat-1 en 2017 y sigue operativa a día de hoy, mientras que la versión anterior, DARA, se utiliza a bordo del satélite meteorológico chino FY-3E, lanzado en 2021. Por lo tanto, tenemos mucha confianza en este diseño, que puede funcionar siempre que el eclipse de Proba-3 se dirija al Sol con una precisión de medio grado».
DARA se encuentra en pruebas terrestres. ESA
La principal diferencia entre el radiómetro DARA, a bordo de Proba-3, y los modelos anteriores reside en su órbita altamente elíptica, que se ubicará a una altitud de 60.000 km sobre la superficie terrestre. DARA puede adaptarse automáticamente a ligeros cambios en el tamaño del disco solar en función de su distancia, lo cual también se debe a la órbita elíptica anual de la Tierra alrededor del Sol. El radiómetro solo necesita su posición en el espacio, y la recopilación de datos compensa este cambio.
Nave espacial Proba-3 Occulter y Coronagraph de la ESA
Los equipos de operaciones confirmaron que la misión Sun Touch de la NASA completó con éxito una aproximación récord a la superficie solar el 24 de diciembre de 2024. Rompiendo su récord anterior al volar solo 3,8 millones de millas sobre la superficie del sol, la nave espacial Parker Solar Probe de la NASA atravesó la atmósfera solar a una increíble velocidad de 430.000 millas por hora, más rápido que cualquier objeto creado por el hombre.
Una señal recibida a última hora del 26 de diciembre de 2024 confirmó que la nave espacial había completado con éxito su encuentro y estaba operando normalmente, informó el servicio de prensa de la NASA.
Este sobrevuelo, el primero de muchos planeados a tal distancia, permitirá a la nave espacial realizar mediciones científicas sin precedentes que podrían cambiar nuestra comprensión del Sol. Volar tan cerca del Sol es un momento histórico en la primera misión de la humanidad a la estrella.
«Volar tan cerca del Sol es un momento histórico en la primera misión de la humanidad a una estrella», declaró Niki Fox, directora de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. «Al estudiar el Sol de cerca, podemos comprender mejor su impacto en todo nuestro sistema solar, incluyendo las tecnologías que usamos a diario en la Tierra y en el espacio, y aprender sobre el funcionamiento de las estrellas en el universo, lo cual nos ayudará en la búsqueda de mundos habitables más allá de nuestro planeta».
Esta imagen esquemática muestra la sonda solar Parker a punto de entrar en la corona solar. NASA/Johns Hopkins Lab/Ben Smith
La sonda espacial Parker Solar Probe se ha estado preparando para este momento durante los últimos seis años. Lanzada en 2018, la sonda realizó siete sobrevuelos de Venus para acercarse gravitacionalmente al Sol. Tras su último sobrevuelo el 6 de noviembre de 2024, la sonda alcanzó su órbita óptima. Esta órbita ovalada garantiza que la sonda alcance la distancia ideal del Sol cada tres meses: lo suficientemente cerca para estudiar los misteriosos procesos solares, pero no demasiado cerca como para verse sobrepasada por el calor solar y la radiación destructiva. La sonda permanecerá en esta órbita durante el resto de su misión principal.
«La Sonda Solar Parker se enfrenta a uno de los entornos espaciales más extremos y supera todas las expectativas», declaró Noor Rawafi, científico del proyecto de la Sonda Solar Parker en el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins, que diseñó, construyó y opera la nave espacial desde su base en Laurel, Maryland. «Esta misión marca el comienzo de una nueva era dorada en la exploración espacial, acercándonos más que nunca a desvelar los misterios más profundos y persistentes del Sol».
El viaje récord de 6,1 millones de kilómetros de la nave espacial puede parecer inmenso, pero en términos cósmicos, es increíblemente pequeño. Si el sistema solar se redujera al tamaño de un campo de fútbol, la Sonda Solar Parker estaría a solo cuatro metros de la zona de anotación, lo suficientemente cerca como para atravesar la tenue atmósfera exterior del Sol, conocida como corona. NASA/NPS
Cerca del Sol, la nave espacial utiliza un escudo de espuma de carbono para protegerse de las altísimas temperaturas de la atmósfera solar superior, conocida como corona, que pueden superar los 1 millón de grados Fahrenheit. El escudo fue diseñado para soportar temperaturas de hasta 2600 grados Fahrenheit (suficientemente calientes como para fundir acero), manteniendo al mismo tiempo una temperatura ambiente agradable para los instrumentos ubicados detrás. En la cálida pero delgada corona, se espera que el escudo de la nave alcance temperaturas de 1800 grados Fahrenheit.
«Poder acercar una nave espacial tan cerca del Sol es un logro monumental», afirmó John Wirtzburger, ingeniero de sistemas de la misión Parker Solar Probe en el APL. «Es un reto que la comunidad científica ha querido resolver desde 1958 y ha dedicado décadas a perfeccionar las tecnologías para hacerlo posible».
Al volar a través de la corona solar, la sonda solar Parker puede tomar medidas que ayudarán a los científicos a comprender mejor cómo la región se calienta hasta alcanzar esas temperaturas, rastrear el origen del viento solar (el flujo constante de material que sale del sol) y descubrir cómo las partículas energéticas se aceleran a la mitad de la velocidad de la luz.
«Estos datos son sumamente importantes para la comunidad científica porque nos brindan una perspectiva diferente», afirmó Kelly Correc, científica de programa en la sede de la NASA y heliofísica que trabajó en uno de los instrumentos de la misión. «Al proporcionar evidencia directa de lo que sucede en la atmósfera solar, la Sonda Solar Parker ha revolucionado nuestra comprensión del Sol».
La sonda solar Parker de la NASA experimentó su aproximación más cercana a la superficie del Sol, un récord, el 24 de diciembre de 2024. Rompiendo su récord anterior al pasar a solo 6,1 millones de kilómetros sobre la superficie del Sol, la sonda atravesó la atmósfera solar a 690.000 kilómetros por hora, más rápido que cualquier objeto creado por el hombre. NASA
Sobrevuelos anteriores ya han ayudado a los científicos a comprender mejor el Sol. Cuando la sonda entró por primera vez en la atmósfera solar en 2021, descubrió que el límite exterior de la corona estaba plagado de picos y valles, contrariamente a lo esperado. La Sonda Solar Parker también identificó el origen de importantes estructuras en zigzag en el viento solar, llamadas «encrucijadas», en la superficie visible del Sol: la fotosfera.
Desde su primer paso por el Sol, la nave espacial ha pasado cada vez más tiempo en la corona, donde ocurren la mayoría de los procesos físicos más importantes.
«Ahora comprendemos la naturaleza del viento solar y cómo se acelera al alejarse del Sol», afirmó Adam Szabo, científico investigador de la misión Parker Solar Probe en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «Este encuentro cercano nos permitirá obtener más datos para comprender cómo se acelera a mayores distancias».
La sonda espacial Parker Solar Probe también realizó descubrimientos en el sistema solar interior. Sus observaciones revelaron cómo las gigantescas explosiones solares, llamadas eyecciones de masa coronal (CME), absorben polvo al atravesar el sistema solar, mientras que otras observaciones revelaron datos inesperados sobre partículas energéticas solares. Los sobrevuelos de Venus documentaron las emisiones de radio naturales de la atmósfera del planeta, así como la primera imagen completa de su anillo de polvo orbital.
El 13 de diciembre de 2025, la sonda solar Parker de la NASA realizó su vigésimo sexto acercamiento al Sol, alcanzando una vez más una distancia récord de 6,2 millones de kilómetros (3,8 millones de millas) desde la superficie solar. La sonda también alcanzó una velocidad récord de 687 000 km/h (430 000 millas por hora), una marca que, al igual que la distancia, se estableció y repitió posteriormente durante los acercamientos del 24 de diciembre de 2024, el 22 de marzo, el 19 de junio y el 16 de septiembre de 2025. La sonda solar Parker permanecerá en esta órbita alrededor del Sol y continuará realizando observaciones. La NASA está revisando oficialmente los próximos pasos de la misión a finales de 2026 y en adelante.
Durante este encuentro cercano con el Sol, ocurrido del 8 al 18 de diciembre, cuatro instrumentos científicos a bordo de la sonda Parker recopilaron datos de la atmósfera solar, o corona. Este sobrevuelo, el quinto a esta distancia y velocidad, permite a la sonda realizar mediciones sin precedentes del viento solar y la actividad solar durante la fase activa del ciclo solar de 11 años.
Las observaciones de Parker del viento solar y de fenómenos solares como las eyecciones de masa coronal y las secuelas de las erupciones solares son cruciales para mejorar la comprensión del Sol y los fenómenos que provocan fenómenos meteorológicos espaciales de alta energía que representan riesgos para los astronautas, los satélites, los viajes aéreos e incluso las redes eléctricas terrestres. Comprender la física fundamental del clima espacial permitirá realizar predicciones más fiables sobre la seguridad de los astronautas en futuras misiones espaciales a la Luna y Marte.
La sonda solar Parker se desarrolló como parte del programa Viviendo con una Estrella (LWS) de la NASA para estudiar aspectos del sistema Sol-Tierra que impactan directamente en la vida y la sociedad. El programa LWS es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, D.C. El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins gestiona el proyecto de la Sonda Solar Parker para la NASA, diseñando, construyendo y operando la misión.
Esta representación artística representa el límite de la atmósfera solar, conocido como la superficie de Alfvén. Esta región parece cambiar de forma de pico a espumosa, marcando el punto de no retorno para el material que escapa de la atracción magnética del Sol. Las inmersiones profundas en la superficie de Alfvén realizadas por la sonda solar Parker de la NASA, combinadas con mediciones del viento solar realizadas por otras sondas espaciales, han permitido a los científicos rastrear la evolución de esta estructura a lo largo del ciclo solar y cartografiar este límite previamente inexplorado. CfA/Melissa Weiss
Utilizando la nave espacial Parker de la NASA, los astrónomos también crearon los primeros mapas bidimensionales continuos del límite exterior de la atmósfera solar. En este límite, que los científicos llaman superficie de Alfvén, la materia solar escapa del Sol y se transforma en viento solar: una corriente de partículas de un millón de millas por hora que se propaga en todas direcciones por todo el Sistema Solar, colisionando con planetas, naves espaciales y todo lo que encuentra a su paso.
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Los resultados del instrumento SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) de la nave espacial Parker Solar Probe, publicados en Astrophysical Journal Letters, muestran que este límite se vuelve más grande, más áspero y tiene picos más pronunciados a medida que el Sol se vuelve más activo durante su ciclo solar de 11 años.
Los científicos están utilizando otros observatorios solares, como Solar Orbiter (una sonda espacial de la NASA/ESA) y Wind (una sonda espacial de la NASA), para comenzar a cartografiar la frontera entre la atmósfera del Sol y el viento solar. Sin embargo, la Sonda Solar Parker se está acercando al Sol más que cualquier otra sonda espacial en la historia, tan cerca que cruza repetidamente esta frontera, lo que confirma directamente los mapas y muestra cómo cambia con la actividad solar.
Conocer la ubicación precisa de este límite crítico podría ayudar a los científicos a responder preguntas importantes sobre la atmósfera exterior del Sol, conocida como corona, y ayudarnos a comprender cómo la actividad solar afecta al resto del sistema solar, incluida la vida en la Tierra y nuestra tecnología.
SPHEREx, abreviatura de Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Hielos, se lanzó a las 8:10 p. m. PDT el 11 de marzo de 2025, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 desde el Complejo de Lanzamiento 4 Este en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California.
Junto con SPHEREx, el cohete Falcon 9 transportó cuatro pequeños satélites que forman parte de la misión PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere) de la agencia, que estudiará cómo la atmósfera exterior del Sol se convierte en viento solar.
«Todas las actividades científicas de la NASA están interconectadas, y el lanzamiento de SPHEREx y PUNCH en el mismo cohete duplica la oportunidad de realizar investigaciones científicas increíbles en el espacio», declaró Niki Fox, administradora asociada de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA en Washington. «Felicito a ambos equipos de misión por explorar el cosmos, desde galaxias distantes hasta nuestra estrella más cercana. Espero con interés recopilar datos en los próximos años».
Los controladores terrestres del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, encargado del proyecto SPHEREx, establecieron contacto con el observatorio espacial a las 21:31 PDT. El observatorio inició su misión principal de dos años tras un período de verificación de aproximadamente un mes, durante el cual ingenieros y científicos garantizarán el correcto funcionamiento de la nave.
Los satélites PUNCH se separaron con éxito aproximadamente 53 minutos después del lanzamiento, y los controladores terrestres establecieron contacto con las cuatro naves espaciales PUNCH. A continuación, comenzó un período de puesta en servicio de 90 días, durante el cual los cuatro satélites se colocaron en la órbita correcta y sus instrumentos se calibraron como un único «instrumento virtual» antes de que los científicos comenzaran a analizar las imágenes del viento solar.
Ambas misiones están diseñadas para operar en una órbita baja heliosíncrona, por encima de la línea día-noche (también conocida como terminador), lo que garantiza que el Sol siempre se mantenga en la misma posición con respecto a la nave. Esto es necesario para que SPHEREx pueda proteger su telescopio de la luz solar y el calor (ambos interferirían con las observaciones), y para que PUNCH pueda tener una visión sin obstáculos en todas las direcciones alrededor del Sol.
El 11 de marzo de 2025, el observatorio SPHEREx (Espectrofotómetro para la historia del universo, época de reionización y explorador de hielos) de la NASA y los satélites PUNCH (Polarímetro para unificar la corona y la heliosfera) se lanzaron desde la Estación de la Fuerza Aérea Vandenberg en California en un cohete Falcon 9 de SpaceX.
Para lograr sus ambiciosos objetivos científicos, el proyecto SPHEREx crea un mapa tridimensional de todo el cielo cada seis meses, proporcionando una visión general amplia que complementa el trabajo de los telescopios espaciales que observan áreas más pequeñas del cielo con más detalle, como el telescopio espacial James Webb de la NASA y el telescopio espacial Hubble.
La misión utiliza espectroscopia para medir las distancias a 450 millones de galaxias en el universo cercano. Su distribución a gran escala se vio ligeramente afectada por un evento conocido como inflación, ocurrido hace casi 14 000 millones de años y que provocó que el universo se expandiera entre un billón y un billón de veces en una fracción de segundo tras el Big Bang. La misión también mide la luminosidad total de todas las galaxias del universo, lo que proporcionará nuevos conocimientos sobre cómo se formaron y evolucionaron las galaxias a lo largo del tiempo cósmico.
La espectroscopia también puede determinar la composición de los objetos cósmicos, y el proyecto SPHEREx explorará nuestra galaxia en busca de reservas ocultas de hielo de agua congelada y otras moléculas, como el dióxido de carbono, que son esenciales para la vida tal como la conocemos.
La sonda espacial PUNCH de la NASA realizará observaciones tridimensionales globales del sistema solar interior y de la atmósfera exterior del Sol, la corona, para comprender cómo su masa y energía se convierten en viento solar, una corriente de partículas cargadas que se extiende desde el Sol. La misión también estudiará la formación y evolución de fenómenos meteorológicos espaciales, como las eyecciones de masa coronal, que pueden crear tormentas de partículas energéticas que representan un peligro para las naves espaciales y los astronautas.
«El espacio entre los planetas no es un vacío. Está lleno de viento solar turbulento que azota la Tierra», dijo Craig DeForest, investigador principal de la misión del Instituto de Investigación del Suroeste. «La misión PUNCH busca responder preguntas fundamentales sobre cómo estrellas como nuestro Sol crean vientos estelares y cómo estos desencadenan peligrosos fenómenos meteorológicos espaciales aquí mismo en la Tierra».
La misión SPHEREx está gestionada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA para la División de Astrofísica de la agencia, dentro de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA. BAE Systems (anteriormente Ball Aerospace) construyó el telescopio y la nave espacial. El análisis científico de los datos de SPHEREx será realizado por un equipo de científicos ubicados en 10 instituciones en Estados Unidos, dos en Corea del Sur y una en Taiwán. Los datos se procesarán y archivarán en el IPAC del Instituto Tecnológico de California (Caltech), que gestiona el JPL para la NASA. El investigador principal de la misión se encuentra en Caltech y tiene un nombramiento conjunto en el JPL. El conjunto de datos de SPHEREx estará disponible públicamente en el Archivo Científico Infrarrojo NASA-IPAC.
El Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) lidera la misión PUNCH y construyó las cuatro naves espaciales y los instrumentos del Generador de Imágenes de Campo Amplio en su sede de San Antonio, Texas. El Generador de Imágenes de Campo Estrecho fue construido por el Laboratorio de Investigación Naval en Washington. La gestión de la misión se realiza desde las oficinas del SwRI en Boulder, Colorado, y está a cargo de la Oficina del Programa de Exploradores del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington.
En noviembre de 2025, el Observatorio Geocorona Carruthers de la NASA recibió sus primeras imágenes desde el espacio, revelando vistas excepcionales de la Tierra y la Luna en luz ultravioleta. Las imágenes, tomadas el 17 de noviembre —varios meses antes del inicio de la fase científica de la misión—, confirman el buen estado de la nave y anticipan las increíbles vistas que nos aguardan en el futuro.
Las imágenes iniciales incluyen dos imágenes adquiridas con el sensor de gran angular Carruthers y dos imágenes adquiridas con el sensor de ángulo estrecho. Cada sensor capturó dos vistas distintas: una que muestra un amplio espectro de luz ultravioleta lejana y la otra que muestra la luz de la geocorona terrestre.
Estas imágenes iniciales se tomaron con exposiciones cortas de cinco minutos, el tiempo justo para confirmar el correcto funcionamiento del instrumento. Durante la fase científica principal, Carruthers tomará exposiciones de 30 minutos, que revelarán características aún más tenues de la geocorona y rastrearán cómo la atmósfera exterior de la Tierra responde a los cambios en la radiación solar.
Estas cuatro imágenes representan la «primera luz» de la misión geocorona del Observatorio Carruthers. Las imágenes se adquirieron el 17 de noviembre de 2025 desde una ubicación cercana al punto 1 de Lagrange del sistema Sol-Tierra, utilizando los instrumentos de imagen de campo amplio (columna izquierda) y campo estrecho (columna derecha) de la nave espacial, en el ultravioleta lejano (fila superior) y en el rango de longitud de onda de la luz emitida por el hidrógeno atómico, conocido como Lyman-alfa (fila inferior). La Tierra es el círculo más grande y brillante en el centro de cada imagen; la Luna es el círculo más pequeño debajo y a la izquierda. El «halo» difuso alrededor de la Tierra en las imágenes de la fila inferior es la geocorona: luz ultravioleta emitida por la exosfera terrestre, la capa más externa de la atmósfera. La superficie lunar aún brilla en Lyman-alfa porque su superficie rocosa refleja todas las longitudes de onda de la luz solar; una razón por la que es importante comparar las imágenes de Lyman-alfa con las obtenidas a través de un filtro ultravioleta amplio. Las imágenes en el ultravioleta lejano, tomadas con un haz estrecho, también captaron dos estrellas de fondo, cuyas temperaturas superficiales deben ser aproximadamente el doble que las de nuestro Sol para ser tan brillantes en este rango de longitudes de onda. NASA/Observatorio Geocorona Carruthers
El 10 de diciembre de 1974, la NASA lanzó Helios 1, la primera de dos naves espaciales diseñadas para la observación solar cercana. Como parte de uno de los programas internacionales más grandes de la época, la República Federal de Alemania (también conocida como Alemania Occidental) proporcionó la nave espacial, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, fue el responsable general de la participación estadounidense, y el Centro de Investigación Lewis de la NASA (ahora Centro Glenn) en Cleveland proporcionó el vehículo de lanzamiento.
Equipada con 10 instrumentos, la sonda Helios 1 realizó su primera aproximación al Sol el 15 de marzo de 1975, volando más cerca y a mayor velocidad que cualquier otra sonda espacial anterior. La sonda Helios 2, lanzada en 1976, voló aún más cerca. Ambas sondas superaron con creces su vida útil prevista de 18 meses, proporcionando datos sin precedentes desde puntos estratégicos únicos.
La nave espacial Helios-1, completamente ensamblada, está lista para su lanzamiento. NASA
La empresa alemana occidental Messerchmitt-Bölkow-Blohm construyó dos sondas Helios —la primera nave espacial no soviética ni estadounidense lanzada a una órbita heliocéntrica— para la agencia espacial alemana occidental DFVLR (actualmente DLR). Cada sonda Helios, con un peso de 367 kg, transportaba diez instrumentos estadounidenses y alemanes occidentales, con un total de 70 kg, para estudiar el Sol y sus alrededores. Los instrumentos incluían detectores de partículas de alta energía para medir el viento solar, magnetómetros para estudiar el campo magnético solar y las variaciones de las ondas eléctricas y magnéticas, y detectores de micrometeoritos. Tras la activación y la verificación, los operadores del centro de control alemán, cerca de Múnich, controlaron la nave espacial y recopilaron los datos iniciales. Para distribuir uniformemente la radiación solar, la nave giraba sobre su eje una vez por segundo, y los espejos ópticos de su superficie reflejaban la mayor parte del calor.
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Los trabajadores colocan la sonda solar Helios en su carenado de carga útil. NASA
Helios 1 fue lanzado el 10 de diciembre de 1974 a las 2:11 a.m. ET desde el Complejo de Lanzamiento 41 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (ahora la Fuerza Espacial de los EE. UU.) a bordo de un cohete Titan IIIE-Centaur. Fue el primer vuelo exitoso del cohete, entonces el más poderoso del mundo, luego del fallo de la etapa superior Centaur durante el lanzamiento inaugural del cohete el 11 de febrero de 1974. El lanzamiento exitoso de Helios 1 le dio al Titan IIIE-Centaur la confianza que necesitaba para lanzar los orbitadores y módulos de aterrizaje Viking a Marte en 1976, y la nave espacial Mariner (posteriormente renombrada Voyager) en 1977 para comenzar sus viajes alrededor del sistema solar exterior. La etapa superior Centaur colocó a Helios 1 en una órbita solar de 190 días, con su perihelio, o punto más cercano al Sol, dentro de la órbita de Mercurio. Los ingenieros activaron 10 de los instrumentos de la nave espacial a los pocos días del lanzamiento, y el 16 de enero de 1975, la nave espacial fue declarada completamente operativa. El 15 de marzo, Helios 1 alcanzó su aproximación más cercana al Sol a 46,4 millones de kilómetros, una distancia más cercana que cualquier otra nave espacial había alcanzado jamás; el récord anterior pertenecía al Mariner 10 durante sus tres encuentros con Mercurio. Helios 1 también estableció un récord de velocidad, viajando a 238.000 kilómetros por hora en el perihelio. Las temperaturas en algunas partes de la nave espacial alcanzaron los 139,5 °C, pero los instrumentos continuaron funcionando sin problemas. Durante el segundo perihelio, el 21 de septiembre, las temperaturas alcanzaron los 133,5 °C, lo que afectó el funcionamiento de algunos instrumentos. Helios-1 continuó operando y transmitiendo datos útiles hasta que sus receptores principal y de respaldo fallaron, y su antena de alto rendimiento dejó de apuntar hacia la Tierra. Los controladores de tierra apagaron la nave espacial el 18 de febrero de 1985 y la última comunicación se estableció el 10 de febrero de 1986.
La nave espacial Helios 1 está montada en un cohete Titan IIIE-Centaur en el Complejo de Lanzamiento 41 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (ahora Fuerza Espacial) en Florida.
La nave espacial Helios 2 fue lanzada el 15 de enero de 1976 y siguió una trayectoria similar a la de su predecesora, pero acercándose aún más al Sol. El 17 de abril, se acercó a 43 millones de kilómetros del Sol, viajando a una nueva velocidad récord de 240.000 km/h. A esta distancia, la nave espacial recibió un 10 % más de calor solar que su predecesora. El 3 de marzo de 1980, el transmisor de enlace descendente de Helios 2 falló, lo que impidió que se obtuvieran más datos utilizables de la nave espacial. El 7 de enero de 1981, los controladores la apagaron. Los científicos compararon los datos de los instrumentos de Helios con datos similares recopilados por otras naves espaciales, como las plataformas de monitoreo interplanetario Explorers 47 y 50 en órbita terrestre, los orbitadores solares Pioneer y los Pioneer 10 y 11 en el Sistema Solar exterior. Además de observar el Sol, las sondas Helios 1 y 2 estudiaron las colas de polvo e iones de los cometas C/1975V1 West, C/1978H1 Meier y C/1979Y1 Bradfield. La información obtenida por las sondas Helios amplió significativamente nuestro conocimiento del Sol y su entorno, y planteó nuevas preguntas que las futuras naves espaciales, operando desde puntos estratégicos privilegiados, intentarán responder.
Ilustración de la NASA del vuelo de la sonda Helios con todos sus brazos desplegados.
La misión conjunta ESA/NASA Ulysses estudió el Sol desde sus polos. Lanzada por el transbordador espacial Discovery en la misión STS-41 el 6 de octubre de 1990, Ulysses aprovechó la gravedad de Júpiter para elevarse fuera del plano eclíptico y sobrevolar la región polar sur del Sol de junio a noviembre de 1994, y posteriormente la región polar norte de junio a septiembre de 1995. Ulysses continuó su singular exploración mediante múltiples sobrevuelos polares hasta el 30 de junio de 2009, casi 19 años después del lanzamiento y más de cuatro veces más tiempo del previsto inicialmente. La sonda solar Parker de la NASA, lanzada el 12 de agosto de 2018, ha realizado sobrevuelos cada vez más cercanos al Sol, incluido un sobrevuelo a través de su corona, rompiendo el récord de distancia establecido por Helios 2. La sonda solar Parker alcanzó su primer perihelio a una distancia de 15 millones de millas el 5 de noviembre de 2018, y su aproximación más cercana al Sol a una distancia de solo 3,86 millones de millas, o solo el 4,5 por ciento de la distancia entre el Sol y la Tierra, está programada para el 24 de diciembre de 2024. La nave espacial Solar Orbiter de la ESA se lanzó el 10 de febrero de 2020 y comenzó sus operaciones científicas en noviembre de 2021. Lleva 10 instrumentos, incluidas cámaras que han devuelto las imágenes de más alta resolución del Sol, incluidas sus regiones polares, desde una distancia de hasta 26 millones de millas.
Ilustración de la nave espacial Wheeliss sobre el polo solar. NASA
Una ilustración de la sonda solar Parker durante su aproximación más cercana al Sol. NASA
La sonda Solar Orbiter de la ESA observa el Sol. NASA
La misión SunRISE estudiará las erupciones solares de radio y mapeará el campo magnético del Sol desde la corona exterior hasta el espacio interplanetario. Las erupciones solares de radio se producen cuando la enorme cantidad de energía almacenada en el campo magnético del Sol acelera las partículas a altas velocidades.
Estas partículas energéticas pueden propagarse por todo el sistema solar, donde pueden impactar naves espaciales más allá de la zona de protección del campo magnético terrestre. Comprender los mecanismos que generan estas erupciones mejorará nuestra comprensión del impacto de la radiación solar en el entorno espacial y, a su vez, contribuirá a una mejor protección para los astronautas y los satélites.
La NASA planea lanzar su misión Experimento Espacial de Interferómetro de Radio Solar (SunRISE) en el verano de 2026. Esta misión de heliofísica se lanzará como un cohete propulsor a bordo de un cohete Vulcan Centaur de United Launch Alliance, patrocinado por el Comando de Sistemas Espaciales de EE. UU.
Las erupciones solares de radio pueden alcanzar la Tierra poco antes de emitir partículas potencialmente peligrosas. La misión SunRISE tiene la capacidad única de obtener imágenes de la ubicación aproximada de la erupciones y la dirección de la trayectoria de las partículas energéticas, lo que podría ayudar a los meteorólogos espaciales a comprender mejor la trayectoria de un evento de radiación inminente y predecir su impacto.
El proyecto SunRISE de la NASA consta de seis pequeños satélites (imagen de la izquierda), alineados en una sala limpia con sus paneles solares desplegados. Volarán en formación, como se muestra en la imagen conceptual del artista a la derecha, actuando como un gran radiotelescopio en órbita baja terrestre. Laboratorio de Dinámica Espacial/Allison Bills (foto); NASA/JPL-Caltech
El satélite SunRISE, compuesto por seis satélites pequeños, cada uno del tamaño de una tostadora, actuará como un único radiotelescopio de gran tamaño de aproximadamente 10 kilómetros de ancho, transmitiendo datos a la Tierra a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA. El equipo de SunRISE utilizará la información precisa de tiempo y posición proporcionada por cada uno de los satélites pequeños para combinar los datos de un radiotelescopio virtual, una técnica conocida como interferometría. SunRISE observa el Sol en las bandas de radio absorbidas por las capas superiores de la atmósfera terrestre, una región conocida como ionosfera. Desde el espacio, SunRISE puede realizar investigaciones científicas inaccesibles para los radiotelescopios terrestres.
La misión SunRISE complementará otras misiones heliofísicas de la NASA, como el Solar TErrestrial RElations Observatory, la Sonda Solar Parker y el satélite Solar Orbiter, una colaboración internacional entre la ESA (Agencia Espacial Europea) y la NASA.
La nave espacial SunRISE de la NASA es una misión gestionada por la División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, ubicada en la sede de la NASA en Washington, D.C. Estas misiones forman parte del programa Explorers, gestionado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Las operaciones científicas de la misión las realiza la Universidad de Michigan en Ann Arbor, que también proporciona el centro de operaciones científicas, y la gestión del proyecto está a cargo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el Sur de California, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California, que también proporciona el centro de control de la misión. La nave espacial SunRISE fue construida por el Laboratorio de Dinámica Espacial de la Universidad de Utah.
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