La misión Proba-3 es tan ambiciosa que necesita más de una nave espacial para tener éxito. Para que la nave espacial Coronagraph de Proba-3 observe la tenue atmósfera circundante del sol, su nave espacial Occulter, que lleva un disco, debe bloquear el ardiente disco solar. Esto significa que Occulter de Proba-3 termina encarando al sol continuamente, lo que lo convierte en una valiosa plataforma para la ciencia por derecho propio.
Por lo tanto, el lado del Occulter que mira hacia el sol alberga un instrumento dedicado que mantendrá una medición continua de la producción total de energía del sol, conocida como irradiancia solar total, que es una variable esencial para los estudios climáticos.
El Radiómetro Absoluto de Davos, DARA, del tamaño de una caja de zapatos, ha sido suministrado a la misión por el Observatorio Meteorológico Físico de Davos, PMOD, en Suiza.
«Los investigadores solían hablar de la ‘constante solar’, pero de hecho siempre está cambiando ligeramente», explica Wolfgang Finsterle, investigador principal de DARA en PMOD. «Y es esencial llevar un registro de la irradiancia solar total, porque es la principal fuente de energía que llega a la superficie de la Tierra.
«Representa aproximadamente el 99,978% de la energía disponible en la Tierra, incluida la energía solar conservada almacenada en el carbón y el petróleo. Impulsa todos los procesos dinámicos del clima de la Tierra, por lo que incluso las variaciones más pequeñas son enormemente significativas».
El PMOD, con sede en las montañas, ha estado estudiando la irradiancia solar total durante más de un siglo, inicialmente con instrumentos terrestres y luego, a partir de la década de 1970, desplegando radiómetros espaciales para adquirir un conjunto de datos continuo. La Organización Meteorológica Mundial ha encomendado al PMOD, como Centro Mundial de Radiación, la calibración de las mediciones de radiación en los programas de monitoreo global de la ONU.
Wolfgang añade: «La irradiancia solar total varía a lo largo del ciclo de 11 años de actividad solar, y una de las formas más obvias de buscar la deriva de energía a largo plazo es comparar la irradiancia solar total entre mínimos solares consecutivos.
«Esto requiere una serie de datos de largo plazo, idealmente provenientes de múltiples instrumentos porque los radiómetros individuales sufrirán una degradación en la sensibilidad a causa de la radiación ultravioleta dura de los rayos solares a los que están expuestos continuamente. Dicho esto, cualquier degradación es muy gradual: el radiómetro a bordo del observatorio solar SOHO de la ESA-NASA, por ejemplo, que se lanzó en 1995, sigue funcionando satisfactoriamente».
El principio básico de funcionamiento de DARA es simple. El radiómetro posee una cavidad de 5 mm de diámetro hecha de plata pintada de negro, que posee una emisividad de baja temperatura. Durante 15 segundos, la luz del sol calienta el interior de la cavidad, luego una lámina del obturador se cierra automáticamente en su entrada.
Durante los siguientes 15 segundos, el calor eléctrico mantiene la temperatura anterior de la cavidad, y la energía necesaria para mantener esta temperatura se extrapola a la unidad de irradiancia solar total, que es vatios por metro cuadrado.
Este proceso continúa durante toda la vida útil del instrumento: el diseño del obturador accionado empleado en DARA ha sido probado para millones de aperturas y cierres en la cámara de vacío de PMOD.
«DARA es una mejora en los diseños de radiómetros anteriores con un diseño de cavidad optimizado para minimizar la luz difusa no deseada y un sistema de medición multicanal para «Autocalibración», añade Wolfgang. «Esta generación de instrumentos también posee un bucle de control totalmente digital, lo que permite la posibilidad de experimentar con observaciones de mayor frecuencia.
Ya han volado dos versiones de este diseño de radiómetro, señala Werner Schmutz de PMOD, quien supervisó su desarrollo: «Una versión compacta llamada CLARA voló en el CubeSat NorSat-1 de Noruega en 2017, y sigue operativa hasta el día de hoy, mientras que un DARA anterior está en servicio a bordo del satélite meteorológico chino FY-3E, lanzado en 2021. Por lo tanto, tenemos una gran confianza en el diseño, que puede funcionar siempre que el Ocultador Proba-3 apunte al sol con una precisión de medio grado».
La principal diferencia entre el DARA de Proba-3 y los radiómetros anteriores será su órbita muy alargada, que lo llevará a 60 000 km sobre la superficie de la Tierra. DARA puede ajustarse automáticamente a ligeros cambios en el tamaño del disco solar en función de su distancia, que también se deben a la órbita elíptica anual de la Tierra alrededor del sol. Todos los El radiómetro necesita saber cuál es su posición en el espacio y sus datos recopilados compensan ese cambio.
Con información de ESA
Compártelo:
Descubre más desde SKYCR.ORG: NASA, exploración espacial y noticias astronómicas
Suscríbete y recibe las últimas entradas en tu correo electrónico.
