Descripci√≥n de la carga útil

Sunrise es un instrumento de observación solar ligero creado para efectuar observaciones espectro-polarimetricas de la atmósfera de nuestro sol. Consta de un telescopio, que alimenta tres instrumentos ubicados en el plano focal: el espectrógrafo-polarímetro (SP), el filtrógrafo (FG) y el magnetógrafo de imágenes (IMAX). Los mismos se ubican sobre la estructura de montaje del telescopio.

El objetivo científico del instrumento es ayudar a comprender la estructura y dinámica del campo magnético tanto de la atmósfera solar cuanto de la cromósfera, como así también ayudar a la comprensión de la física de los cambios de irradiancia que el astro experimenta.

El telescopio posee una apertura de 1 metro y consta de un espejo primario con una largo focal de 2.5 m y un espejo secundario elíptico que en conjunto le otorgan una distancia focal efectiva de 25 m. Es de tipo Gregoriano con la imagen primaria formada entre los dos espejos.

El tipo de observaciones a realizar requieren una muy alta resolución espacial (del orden de los 0.05 arco-segundos) e implica un esfuerzo substancial de guía y apuntamiento preciso del telescopio. Para alcanzar este objetivo, el sistema de apuntamiento y guía trabaja a dos niveles, primero para el apuntamiento solar del conjunto gondola/telescopio en azimuth por un motor de torque que forma parte de la unidad de transferencia de momento (MTU) ubicada en el punto de soporte de la gondola, y segundo por medio de una guía precisa y la compensación del movimiento de imagen.

En razón de las diferencias de temperatura entre el nivel de tierra y el de vuelo, es importante contar durante el desarrollo de la misión con una capacidad precisa y confiable de alineamiento de las ópticas. Así fue que con este objetivo, se desarrolló un sistema capaz de detectar deformaciones leves de onda frontal en el telescopio. Un sensor de onda frontal mide el estado real de alineación del sistema óptico y genera una señal de error apropiada. Un sistema de control transfiere esa señal de error a un actuador que imprime un movimiento al espejo secundario que corrije el defecto.

Veamos en detalle los tres instrumentos que se acoplan al telescopio. Primero, el espectrógrafo-polarímetro (SP) que combina polarimetría vectorial de alta resolución con un espectrógrafo Echelle multilineal en una configuración Littrow modificada, proveyendo simultaneamente mediciones de campo magnético fotosférico y espectroscopía diagnóstica de lineas cromosfericas y fotosféricas.

Segundo, el filtrógrafo (FG) utilizado como camara de rejilla de espectrógrafo polarímetro en multiples longitudes de onda. Esto permite que ambos instrumentos reciban la cantidad total de luz en todas las longitudes de onda. Adicionalmente, la imagen de la entrada del espectrógrafo en los filterogramas permite una precisa identificación de la región simultáneamente observada por el SP. Tres longitudes de onda distintas son elegidas para muestrear tanto la fotósfera como la cromósfera.

Por ultimo, el Imaging Magnetograph Experiment for Sunrise (IMaX) como su nombre lo indica es un magnetografo de imagenes vectoriales basado en filtros de banda estrecha. El instrumento provee mapas bidimensionales de alta cadencia del vector magnetico completo. Dichas imagenes se obtienen en dos longitudes de onda estrechas cuya selección se efectúa por medio de un sistema Fabry-Perot . De esta manera, esta asegurada la homogeneidad de la longitud de onda seleccionada sobre el campo de visión.

El telescopio esta montado en su eje de elevación a una gondola compuesta principalmente de elementos de aluminio estandarizados. La misma, ha sido diseñada para resistir la aceleración vertical que se produce al momento de la apertura del paracaidas al final del vuelo. Esta estructura junto con una serie de absorbedores de choque protegen los instrumentos de los componentes verticales y horizontales de choque que pueden ocurrir durante un aterrizaje con vientos cruzados. La gondola puede moverse en direccional azimuthal para apuntar el telescopio y los paneles solares en dirección al astro rey. Esto se realiza mediante una unidad de transferencia de momento (MTU) montada en la parte superior del conjunto.

Durante el ascenso, el descenso y el aterrizaje, el telescopio es colocado en posición horizontal de manera que permanece protegido por la llamada "cuna". La gondola esta suspendida del marco principal del telescopio, y rota con su estructura mientras que el telescopio es manejado directamente por la MTU, diseñada especialmente para minimizar las sacudidas durante el apuntamiento estabilizado.

Video de las operaciones de lanzamiento

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: European Space Range, Kiruna, Suecia  
Hora lanzamiento: 5:38 utc
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF)
Globo: Globo de Presión Cero  
Nº de vuelo: 640N

Después de un primer intento frustrado seis días antes, el globo estratosférico fue lanzado por método dinámico con asistencia del vehículo de lanzamiento "HERCULES" a las 05:40 UTC del 12 de junio. Después de una fase de ascenso nominal, llevado por los vientos dominantes del Este, típicos del verano cruzó Suecia y Noruega ese mismo día, internándose posteriormente en el Océano Atlántico. Durante esta primera parte del viaje la Corporación Espacial Sueca logró un nuevo récord mundial de conexión de una red inalámbrica basada en ethernet, pudiendo contactar con la góndola en vuelo a una velocidad de 1,8 megabits por segundo a una distancia de 510,89 kilometros de la base.

El 17 de Junio, cinco días después de iniciada la misión, SUNRISE finalmente alcanzó la costa canadiense sobre la Isla de Baffin. Exactamente a las 11:52 utc de ese día se separó del globo la carga útil, que aterrizó 40 minutos más tarde en la parte central de la península de Boothia en Nunavut.

Montado en la estructura externa de la góndola del telescopio SUNRISE, se encontraba un experimento llamado IRIS (Imagen Instrumento de Grabación en Sunrise) a cargo de un grupo español de entusiastas de la ciencia denominado Asociacion AstroInnova y con el patrocinio de la firma Citroen. El experimento tuvo como objetivo registrar el lanzamiento y aterrizaje del telescopio con tres cámaras de alta definición, además de tomar fotografías e imágenes durante todo el vuelo transatlántico.

Un mes después de finalizada la misión, el equipo de IRIS presentó al mundo las imágenes obtenidas en el vuelo, incluyendo una compaginación que compacta el recoriido entero del globo en menos de cinco minutos de video. Después de un primer vistazo a las imágenes (que mas abajo se pueden ver directamente desde el canal en youtube de AstroInnova) debemos admitir que estas son sin duda de las más bellas vistas de la región ártica que se hayan obtenido.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión