PSLV-XL | Aditya-L1

Está previsto el despegue de un cohete PSLV-XL de ISRO transportando el satélite Aditya-L1. El mismo debe iniciar su vuelo desde el Centro Espacial Satish Dhawan, Segunda Plataforma de Lanzamiento, en India. Así, se contempla que esto suceda el 2 de septiembre de 2023 a las 6:20 UTC.

Aditya-L1

El satélite Aditya L1 tiene como objetivo estudiar el Sol y representa la primera misión india en ese aspecto. Otra primera ves es su destino, el punto de Lagrange L1 del sistema Sol-Tierra, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra aproximadamente. (El telescopio James Webb se encuentra en L2).

La posición donde se encontrará Aditya es crucial para poder estudiar nuestro astro, ya que permite observarlo continuamente sin preocuparse por ocultaciones ni eclipses.

Esta nave espacial está compuesta por siete cargas útiles que permiten observar la fotosfera, la cromosfera y las capas más externas del Sol, utilizando detectores electromagnéticos y de partículas y campos magnéticos.

Según la ISRO y tal como explican: «los principales objetivos científicos de la misión Aditya-L1 son»:

– Estudio de la dinámica de la atmósfera superior solar (cromosfera y corona).
– Estudio del calentamiento cromosférico y coronal, física del plasma parcialmente ionizado, inicio de las eyecciones de masa coronal y llamaradas.
– Observación del entorno de plasma y partículas in situ que proporciona datos para el estudio de la dinámica de las partículas del Sol.
– Estudio de la física de la corona solar y su mecanismo de calentamiento.
– Diagnóstico del plasma coronal y de asas coronales: Temperatura, velocidad y densidad.
– Desarrollo, dinámica y origen de las CME.
– Identificar la secuencia de procesos que ocurren en múltiples capas (cromosfera, base y corona extendida) que eventualmente conducen a eventos eruptivos solares.
– Topología del campo magnético y mediciones del campo magnético en la corona solar.
– Impulsores del clima espacial (origen, composición y dinámica del viento solar).

La Plataforma de Aditya-L1

Inicialmente, la nave iba a colocarse en OTB, utilizando la plataforma del IMS, y totalizando unos 400 kg con el instrumento. Sin embargo, el artefacto tiene una masa de 1.080,7 kg y está previsto para una vida útil de 5,2 años (aunque si todo va bien puede alargarse). Es decir, la misión creció, al igual que la cantidad de cargas útiles que lleva.

Es posible que esté basado en el «bus» de Antrix «I-1K», ya que otros satélites de similar porte lo han utilizado. Sin embargo, no se han dado precisiones oficiales, por lo que especulamos. En cualquier caso, por el tipo de misión, sabemos que contará con propulsión, sistema de control de actitud, de navegación, de control térmico, de comunicaciones y de manejo de datos. Asimismo, claramente deberá hacer uso de un sistema para el control de los instrumentos.

Intrumentos a Bordo de Aditya-L1

Aditya es el nombre del Sol en Sánscrito, en clara alusión al objeto de estudio de esta misión. Para ello, necesitará de los siguientes instrumentos, algunas veces llamados cargas útiles del satélite.

Visible Emission Line Coronagraph (VELC) – Coronógrafo de Líneas de Emisión Visibles

El instrumento VELC, desarrollado por el Instituto Indio de Astrofísica en Bangalore, es la carga principal de la nave Aditya-L1. Estudiará la corona solar y las eyecciones de masa coronal mediante la técnica de ocultación interna, bloqueando la luz del disco solar para observar fenómenos más tenues en sus regiones exteriores.

Utiliza espejos, lentes y filtros de polarización para analizar la luz solar, obteniendo información sobre los campos magnéticos coronales. Opera en cuatro modos diferentes y se complementa con las mediciones de telescopios terrestres para comprender la conexión magnética entre la fotosfera y la corona solar.

Solar Ultra-violet Imaging Telescope (SUIT) – Telescopio de Imagen Ultravioleta Solar

El instrumento SUIT, desarrollado por el Centro Interuniversitario de Astronomía y Astrofísica en Pune, capturará imágenes de la fotosfera y la cromosfera solar en el ultravioleta cercano. Monitorizará la radiación solar y recopilará datos magnéticos, ofreciendo observaciones continuas de varias capas del Sol.

Aditya Solar wind Particle EXperiment (ASPEX) – Experimento de Partículas del Viento Solar Aditya

ASPEX, desarrollado por el Laboratorio de Investigación Física en Ahmedabad, se enfoca en estudiar el viento solar y sus propiedades, incluyendo composición y velocidad. Dos instrumentos, SWIS y STEPS, analizan partículas y energía para comprender su origen y su impacto en el sistema solar. Además, rastrea la llegada de eyecciones de masa coronal a la región del Sol-Tierra L1. Estos datos complementan las observaciones coronales.

Plasma Analyzer Package for Aditya (PAPA) – Paquete de Analizadores de Plasma para Aditya

El Laboratorio de Física Espacial del Centro Espacial Vikram Sarabhai, en Thiruvananthapuram, desarrolló PAPA. Aditya-L1 lo utilizará para medir la distribución de electrones en el viento solar y el medio interplanetario, permitiendo determinar su composición y distribución de energía. Para ello, utilizará los instrumentos SWEEP (Sonda de Energía de Electrones del Viento Solar) y SWICAR (Analizador de Composición de Iones del Viento Solar).

Solar Low Energy X-ray Spectrometer (SoLEX) – Espectrómetro Solar de Rayos X de Baja Energía

Este instrumento, desarrollado por el Centro de Satélites U R Rao en Bangalore, tiene como objetivo estudiar las llamaradas solares en un rango de energía específico (de 1 a 30 keV) y examinar su relación con las eyecciones de masa coronal (CMEs).

Más específicamente, SoLEXS medirá la temperatura coronal, las emisiones diferenciales (básicamente, la estructura térmica del Sol) y las abundancias de plasma (relacionadas con la composición elemental de la atmósfera solar).

High Energy L1 Orbiting X-ray Spectrometer (HEL1OS) – Espectrómetro de Rayos X en Órbita de Alta Energía en L1

También desarrollado por el Centro de Satélites U R Rao en Bangalore, HEL1OS considera al Sol como una estrella distante. De esta manera, sus observaciones en el espectro de rayos X duros le permiten estudiar las llamaradas solares en su fase impulsiva, cuando se produce el brillante fenómeno en la atmósfera solar y las partículas cargadas se aceleran con gran energía.

Gracias a estas mediciones, los científicos pueden obtener información sobre el mecanismo detrás de las llamaradas. El instrumento utiliza dos tipos de semiconductores para detectar componentes térmicos y no térmicos de las llamaradas. Además, las mediciones de VELC, SoLEXS, SUIT y observaciones de radio desde tierra complementarán las que realice este instrumento.

Magnetometer – Magnetómetro

Estos son dos sensores montados en un brazo de seis metros de longitud, ambos basados en núcleos de anillo con material ferromagnético. Han sido desarrollados por el Laboratorio de Sistemas Electro-Ópticos en Bangalore. Su instalación lejos de la nave espacial debería garantizar que los campos propios de Aditya-L1 no alteren sus mediciones.

Sensibles a campos magnéticos constantes y variables, la tarea de los magnetómetros es determinar las variaciones dinámicas en los campos interplanetarios. Igualmente importante es comprender eventos solares extremos, como las eyecciones de masa coronal (CME), y cómo todo esto afecta al entorno espacial de la Tierra.

Perfil de Vuelo

Trayectoria Hacia L1

Una vez lanzado, el cohete utilizará su etapa PS4 para dejar al observatorio solar en una órbita muy elíptica. Esta tendrá unos 235×19.500 km x 19,2°, que serán el punto de inicio para Aditya-L1 y su sistema de propulsión. Haciendo varios encendidos, irá elevándose, hasta lograr una inyección trans-L1.

Esta será una etapa balística que llevará a la nave más allá de la influencia de la gravedad terrestre. Semanas más tarde, ya próxima al L1, necesitará llevar a cabo un encendido de inserción. Allí conformará una órbita tipo halo «alrededor» de dicho punto. Estará bajo las influencias tanto del Sol como de la Tierra, por lo que el movimiento que realice no queda contenido dentro de un plano.

La totalidad del viaje tomará unos 110 días, y una vez en el primer punto de Lagrange necesitará hacer correcciones menores con sus motores para mantenerse allí. Desde entonces, se encontrará a una distancia aproximadamente constante del Sol.

PSLV-XL

El Vehículo de Lanzamiento de Satélites Polares de la India dispone de diversas variantes, estas son: PSLV-G, PSLV-CA, PSLV-DL, PSLV-QL, PSLV-XL. En esta misión se utiliza la PSLV-XL. Cabe destacar que en estos momentos solamente las CA y XL se mantienen operativas.

El cohete cuenta con tres etapas más una cuarta que sirve cómo plataforma orbital, la PS4, mencionada anteriormente. Para saber más información de este vehículo puedes visitar nuestro artículo dedicado al PSLV.