Entrevista a Julián Blanco Rodríguez
«Amb Solar Orbiter volem estudiar com allò que ocorre al Sol afecta les zones més properes a nosaltres»
Investigador en la Universitat de València i responsable del desenvolupament del simulador de l’espectropolarímetre SO/PHI, un dels instruments que componen el satèl·lit Solar Orbiter
Julián Blanco Rodríguez és doctor en Física Solar i forma part del Departament d’Enginyeria Electrònica de la Universitat de València i del Laboratori de Processament d’Imatges. Les seues aportacions a aquesta branca del coneixement es focalitzen en l’estudi del camp magnètic i l’heliosismologia de la nostra estrella, que consisteix en l’anàlisi i la interpretació de les oscil·lacions que es produeixen a la superfície solar. Ha firmat nombrosos articles científics al respecte i ha participat i continua participant en projectes d’importància internacional com les missions Sunrise (2009), destinades a l’estudi del camp magnètic del Sol; concretament, en el desenvolupament dels instruments principals de la missió espacial, l’IMaX (Imaging Magnetograph eXperiment) i TuMag i SCIP.
Ara, es troba immers en un dels projectes més ambiciosos en el camp de la física solar fins al moment: el llançament de la sonda Solar Orbiter (SolO), programat per a aquesta setmana des de cap Canaveral, a Florida. Amb aquesta missió espacial, el satèl·lit Solar Orbiter observarà zones mai explorades com ara els pols solars. A més, la combinació d’instruments in situ que analitzaran les partícules del vent solar junt amb instruments remots que captaran imatges d’altíssima resolució converteixen la Solar Orbiter en una font d’informació inigualable.
Julián Blanco és el responsable del simulador d’un d’aquests instruments remots, l’espectropolarímetre SO/PHI, encarregat d’obtenir imatges del Sol que serviran per a mesurar el camp magnètic i els fluxos de velocitat de l’estrella. També participa en la definició científica de l’instrument que, a parer seu, ha suposat una contribució «espectacular» tant en l’àmbit laboral com en l’avanç científic que pot aportar la missió. I és que, com bé explica Blanco, en un món on tots depenem del correcte funcionament de la tecnologia, l’estudi del Sol i com afecta la Terra és fonamental.
La pregunta central que aborda la missió Solar Orbiter és com el Sol crea i controla l’heliosfera.
Sí, finalment eixe és l’objectiu. Volem estudiar l’evolució del Sol; com van canviant els seus camps magnètics, i com l’activitat solar va influint en tota l’heliosfera, sobretot de cara a la Terra. És a dir, com allò que ocorre al Sol afecta les zones més properes a nosaltres. Estudiarem el Sol per a veure com és per dins i com canvia a la superfície; com això es va propagant a les capes més externes de l’atmosfera solar i, des d’allà, com les partícules que ixen del Sol avancen per l’espai i acaben arribant fins a la Terra.
En l’article que publicà amb Enric Marco i José Luis Gasent Blesa en Mètode, Viatge a l’infern del Sol, s’assegurava que «el Sol també pot ser un risc per a la civilització actual». A què vos referíeu?
Actualment, el problema més gran és que depenem molt de la tecnologia. Els satèl·lits, els GPS, inclús espais en l’Estació Espacial Internacional, els astronautes que hi ha per allí fora… Tot això es veu afectat per la influència del Sol, pels esclats que ocorren a l’estrella i que llancen matèria molt energètica a l’espai fins a arribar a nosaltres. Aquestes partícules carregades poden crear interferències en els satèl·lits o, inclús, arribar a espatllar-los físicament. Quan són molt energètiques i creen interferències en les comunicacions poden provocar des d’una cosa tan senzilla com que no funcione bé un telèfon o que s’espatlle la internet per satèl·lit, fins que l’economia global que es gestiona per aquests mitjans o els sistemes GPS de navegació de vaixells i avions es puguen veure pertorbats per aquestes interferències.
Com pot la missió Solar Orbiter aportar solucions a aquests perills?
Solar Orbiter correspon més a la ciència bàsica: estudiar el Sol i veure com es poden relacionar unes coses amb les altres de cara a estudiar la meteorologia espacial. Per exemple, al Sol ara mateix hi ha una taca solar molt gran. Això generarà que el camp magnètic es reconnecte i que el material que està en les capes superiors isca disparat i vinga cap a nosaltres per la forma que té el camp electromagnètic a l’espai. Per tant, en unes hores o en uns dies arribaran partícules molt carregades i cal protegir-se d’elles. La missió se centra en la part d’entendre la física i modelar allò que ocorrerà, és a dir, què es preveu i com tenir-ho en compte.
De vegades sembla que la comunitat científica es veu en l’obligació d’augmentar constantment els beneficis que té per a la societat un projecte científic tot recordant que la ciència té una utilitat material o tangible en la vida de les persones.
És la lluita de sempre: defensar la ciència bàsica de l’estudi de les coses enfront de les aplicacions pràctiques. Al final, tota la ciència bàsica acaba repercutint per a bé en la societat. Per exemple, saber com funciona el Sol acaba implicant saber com protegir-se de l’estrella. Fabricar satèl·lits per a estudiar més de prop el Sol ens ajuda a desenvolupar tecnologia que es podrà aplicar en altres àmbits per a fer des de vitroceràmiques fins a pantalles dels mòbils. Hi ha coses que es poden justificar més a curt termini. Farem models del Sol per a veure com ens afecta i què podem esperar: Quan s’apagarà el Sol? Com canviarà en els pròxims anys? Açò ens afecta directament. Però després hi ha una sèrie de coses més a llarg termini que no es poden justificar tan de sobte.
Per què s’ha retardat en diverses ocasions la missió [el llançament ha passat del 5 de febrer al 7 i d’aquest dia, al 9]? Quins han sigut els reptes més complicats d’afrontar i solucionar?
En concret, aquesta és una missió que té una sèrie de novetats. Per una banda, el Solar Orbiter s’aproparà molt al Sol; per tant, cal desenvolupar una tecnologia, en aquest cas, un escut tèrmic, per a protegir-lo de la seua radiació. A més, l’òrbita que seguirà està fora del pla Terra-Sol per a poder estudiar millor els pols de l’estrella, ja que des del pla en què es troba la Terra veiem els pols completament deformats. La idea és eixir-se’n d’aquest pla de la Terra per a poder veure-ho des d’una altra perspectiva. Fer això requereix una sèrie d’impulsos gravitatoris. Requereix que el satèl·lit s’aprope a Venus perquè li done una empenta, com una fona, i requereix uns càlculs i unes òrbites molt precises que no es poden fer en qualsevol moment, només en blocs de dates determinats, les finestres de llançament. Si no arribes a tenir-ho tot preparat per a una d’aquestes finestres, potser has d’esperar sis mesos més per a poder intentar-ho. Per altra banda, la missió es compon de deu instruments, cadascun desenvolupat per un consorci d’institucions distint i amb tecnologies diferents. Són tecnologies noves que s’han d’anar comprovant, desenvolupant, fabricant els instruments… Inclús algunes tecnologies estan limitades pels materials: potser necessites un conductor d’or o d’un altre material que només es produeix fora de la Unió Europea i cal esperar per terminis de fabricació i d’entrega, o per dificultats duaneres. A això cal afegir la dificultat d’integració dels deu instruments en el satèl·lit, l’alineació i les proves que cal realitzar a tot el sistema complet. Tot açò impacta en l’agenda de la missió.
El Solar Orbiter està previst que resistisca canvis de temperatura que oscil·laran entre els 500 ºC i vora -150 ºC en les parts que romanen a l’ombra de l’estrella. Com ho heu aconseguit?
Per a poder mirar els pols de l’estrella, l’òrbita que segueix Solar Orbiter és molt el·líptica: s’apropa al Sol en un moment i després s’allunya quasi a la distància de la Terra. S’ha desenvolupat un escut en la part frontal del satèl·lit per a protegir-lo quan estiga molt prop del Sol. Eixe escut fa que la part posterior del satèl·lit, que és on es troben tots els instruments, no sofrisca, no haja de suportar la radiació a eixa temperatura. Està tot preparat perquè seguisca funcionant sota qualsevol circumstància: que no es congelen els materials quan estan molt lluny i que l’escut tèrmic resistisca prou quan estiga a prop.
En l’article Viatge a l’infern del Sol se cita també l’observatori solar Solar Probe Plus [actualment anomenat Parker Solar Probe], llançat en 2018 amb l’objectiu de realitzar l’observació in situ i prendre imatges de la corona solar i l’heliosfera. Pareix que la informació de la nau Solar Orbiter serà imprescindible per a aportar la informació magnètica necessària per a interpretar dades de la sonda americana.
La Solar Probe és una sonda americana que s’ha llançat fa poc i que està molt prop del Sol; de fet, arriba a apropar-se més del que s’aproparà Solar Orbiter en el millor moment. Però la sonda americana no té instruments per a captar imatges, únicament rep partícules solars i no et dona el conjunt complet sobre l’origen exacte de les partícules. Solar Orbiter fa això concretament. Dels deu instruments que hi ha, sis són instruments remots que fan imatges del Sol i els altres quatre mesuren les partícules que arriben del vent solar. Solar Orbiter fa el conjunt complet. Per a col·laborar amb Solar Probe, nosaltres tenim la imatge del que està ocorrent en la superfície de Sol. A partir d’ací podem interpretar com evoluciona això en capes superiors del Sol i com provoca que es llancen una sèrie de partícules en diverses direccions. A més, com que el Solar Orbiter té un pla diferent de la Terra, la idea és que ens posem d’acord amb observatoris que hi ha a la Terra i amb algun altre satèl·lit per a tenir dos punts de vista diferents. Per això mateix, s’estan organitzant reunions amb membres del telescopi solar DKIST, un telescopi americà que s’acaba d’inaugurar a Hawaii de vora 4 metres, i també amb responsables del Telescopi Solar Europeu (EST), que es construirà a les Canàries. Tots dos seran els telescopis solars més grans del món. Combinar aquestes parts de la Terra o dels satèl·lits propers a la Terra amb el Solar Orbiter donarà una perspectiva completament diferent, permetrà fer imatges 3D i veure allò que realment hi ha al Sol.
Una cita de Jorge Luis Borges afirma que «si veiérem realment l’Univers, tal vegada l’entendríem». En aquest sentit, l’instrument SO/PHI, que volarà a bord del Solar Orbiter, és una gran ferramenta perquè permet obtindre imatges d’una altíssima resolució. Però, per què veure pot suposar comprendre en un context científic?
SO/PHI el que fa és obtenir imatges de la superfície; així, veiem la granulació i les taques solars, per exemple, i fem la medició del camp magnètic. Podrem comprendre que allò que estem observant són aquests camps magnètics que evolucionen i interaccionen de diferents formes. A partir d’ací podem comprendre què va ocorrent a les capes exteriors del Sol. Cada volta que fem un salt tecnològic es van descobrint noves coses que ens permeten identificar i comprendre el que ocorre. Ara veiem la taca del Sol, com es compon, el seu camp magnètic, com va canviant… I, si observem més de pressa, fins i tot podem apreciar els xicotets moviments… Coneixem com canvia el camp magnètic del Sol cíclicament cada onze anys i que això es reflecteix en les partícules del vent solar; componem models de com serà la vida del Sol; el moment al qual s’expandirà i serà més roig, o el moment en què morirà dintre de milers de milions d’anys. Com més veus, més coses saps i més vas entenent.
Tant el SO/PHI com el Detector de Partícules Energètiques (EPD, per les seues sigles en anglés) són instruments del Solar Orbiter desenvolupats amb la col·laboració d’institucions espanyoles com ara la Universitat de València o l’Institut d’Astrofísica d’Andalusia (IAA-CSIC). Quina és la contribució de la Universitat de València en el desenvolupament del SO/PHI?
La contribució de la Universitat de València està dividida en dues partes. Una és la part d’enginyeria, amb contribucions com ara el desenvolupament de l’electrònica de potència; el disseny i l’anàlisi estructurals dels mòduls on van muntades les targetes electròniques, la definició d’assajos ambientals –propietats físiques, vibracions, etcètera– de la unitat electrònica… En l’altra part, la part científica, donem suport a la definició científica de l’instrument: què es vol mesurar, com es pot mesurar, què podem aconseguir a través de les mesures… També som els responsables del simulador de l’instrument, fet per software. Així podem veure com esperem que es comporte finalment l’instrument quan estiga en marxa. Podem fer proves per a saber com afectaria els resultats finals el fet que hi haguera un xicotet error o desviació del que havíem mesurat, i veure com ens ho faríem per a compensar problemes, corregir-los o provar decisions de disseny amb el simulador.
El magnetògraf IMaX, que participà en el projecte Sunrise, també fou desenvolupat íntegrament per un consorci d’institucions espanyoles. Existeix un panorama d’oportunitats per a l’R+D+I nacional en els camps de la física solar i astrofísica?
Ací a Espanya fem unes reunions periòdiques cada dos anys de física solar en què ens ajuntem tota la comunitat espanyola d’aquest àmbit. El que vam veure quan vam començar a fer les reunions és que Espanya té molta gent molt bona en física solar. Nosaltres —el consorci amb l’IAA, l’Institut d’Astrofísica de Canàries (IAC), l’Institut Nacional de Tècnica Aeroespacial (INTA), la Universitat de Barcelona (UB) i la Universitat Politècnica de Madrid (UPM)— al Solar Orbiter i al Sunrise; la Universitat d’Alcalá, també amb Solar Orbiter i altres projectes de meteorologia espacial utilitzats a escala mundial; la gent de l’IAC que està desenvolupant el Telescopi Solar Europeu… Espanya, en física solar, està clavada a tot arreu, contribuïm molt i estem ben valorats mundialment. Realment, a Espanya es fan coses molt bones i en molts àmbits, inclús amb les limitacions pressupostàries i de tota mena que tenim. Si hi haguera més contribució, es podria arribar a uns nivells molt més impressionants. Es fa el que es pot, però es fa molt bé i en quantitat.