Fuente: NASA, Artist Conception of Parker Solar Probe
Hace unos días la NASA lanzó la sonda Parker Solar Probe que viajará hacia el Sol. En su viaje, la sonda aprovechará la gravedad de Venus hasta en siete ocasiones para acelerar y realizar al menos 24 órbitas en siete años. En cada órbita la sonda describirá una trayectoria elíptica que la irá acercando progresivamente al Sol. En la aproximación más cercana al Sol, la Parker Solar Probe se colocará a 6.16 millones de kilómetros, lo que supone situarse a una distancia inferior a la órbita de Mercurio. A dicha distancia la sonda navegará por la corona solar donde las temperaturas alcanzan valores del orden del millón de grados centígrados.
Una de las claves es saber qué material se ha empleado como escudo térmico. El material seleccionado debe ser capaz, no solo de resistir tales temperaturas, sino que debe mantener intacto los instrumentos de la sonda. La cuestión es qué material, natural o sintético, es capaz de sobrevivir a temperaturas tan elevadas. El Sistema de Protección Térmico (TPS, Thermal Protection System) diseñado para la sonda consiste en espuma compuesta de carbono intercalada entre dos placas, también de carbono. Con objeto de reflejar una mayor cantidad de calor, la superficie de la sonda visible al Sol irá cubierta por una pintura de cerámica blanca. Este escudo protector tiene un espesor de 14 cm y ha sido testado hasta temperaturas de 1650 ºC.
Fuente: Wikipedia
Es evidente que, en principio, los 1650 ºC del escudo térmico de la nave resultan del todo insuficiente frente al millón de grados centígrados de la corona solar. Al seleccionar un material para una determinada aplicación lo relevante es saber si bajo las condiciones de servicio sus propiedades se mantendrán por encima de los límites exigidos. Contrariamente a lo que puede parecer, el escudo térmico de la sonda no se calentará mucho más de 1400 ºC, por lo que cumplirá perfectamente con su función.
Tal y como explicaron los expertos de la NASA hay que distinguir entre los conceptos temperatura y calor. Mientras la temperatura es una medida en promedio de la energía cinética de las partículas, el calor mide la cantidad de energía que transfieren dichas partículas. Es decir, en la corona solar la altísima temperatura implica que las partículas se mueven a velocidades muy altas. Pero al estar el espacio prácticamente vacío habrá muy pocas partículas, por lo que la transferencia de energía en forma de calor será pequeña.
He aquí un ejemplo de la importancia que tiene conocer y estudiar las condiciones de servicio en las que trabajará el material de interés.
Fuentes originales: LA NASA, ABC, EUROPAPRESS, BBC