Smile ya puede hacer ciencia, pero su cámara de rayos X aún capta demasiada luz parásita

Smile, el satélite con el que la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Academia China de Ciencias (CAS) quieren ver cómo el campo magnético de la Tierra encaja el viento solar, recibió el miércoles 23 de septiembre el visto bueno para empezar sus operaciones científicas, según anunció la ESA el 30 de septiembre. Termina así la puesta en servicio que siguió al lanzamiento, el 19 de mayo, y a la llegada a su órbita científica, el 20 de junio: desplegar mecanismos, encender equipos, comprobar todas las comunicaciones con tierra y arreglar lo que fue saliendo. Ha llevado más de lo previsto al principio: en el lanzamiento la ESA esperaba que la recogida de datos empezara de lleno en julio, y al llegar a la órbita dijo que la puesta en servicio duraría hasta finales de agosto y que la ciencia de verdad empezaría en septiembre.

«Smile ya tiene la aprobación para empezar las operaciones científicas», dijo Carole Mundell, directora de Ciencia de la ESA.

El anuncio llega con una salvedad que pone la propia ESA. La agencia enseña los primeros datos de los cuatro instrumentos de Smile, pero la cámara de rayos X, que presenta como una aportación europea clave a la misión, capta demasiada luz parásita cuando apunta hacia la Tierra, que es justo adonde tiene que mirar.

El anillo entero de las auroras boreales

Las primeras imágenes en movimiento que se publican de la cámara ultravioleta, la UVI, van de las 00:00 a las 00:58 UTC del 24 de julio, en plena puesta en servicio. En ellas se ve ondular el anillo de auroras que rodea el polo norte durante una subtormenta: una perturbación breve que empieza cuando el viento solar aplasta las líneas del campo magnético terrestre hasta que se juntan y lanzan una ráfaga de partículas energéticas hacia los polos. La imagen de abajo la tomó la misma cámara el 4 de agosto; la UVI se había encendido en julio.

Con la UVI, dice la ESA, Smile es el primer satélite desde 2008 que capta en luz ultravioleta el anillo completo de las auroras boreales, y lo graba durante 45 horas seguidas, lo que la agencia considera un récord. Material no le va a faltar. La ESA cuenta con unas 300 subtormentas en los tres años que se espera que funcione Smile, y ahora son más frecuentes de lo normal, porque el Sol está en el punto más activo de su ciclo de 11 años.

Una cámara de rayos X que funciona y todavía no puede mirar a la Tierra

La cámara de rayos X blandos, la SXI, también se ha encendido y ha tomado sus primeras imágenes. Las dos son de estrellas que explotaron: N132D, en la Gran Nube de Magallanes, a unos 160.000 años luz, y Casiopea A, a unos 11.000 años luz. Esos restos de supernova brillan mucho en rayos X, lo que los convierte en un buen objetivo de prueba, y las dos imágenes se tomaron para comprobar que la cámara funciona como se esperaba. La ESA dice que la cámara en sí funciona muy bien.

Lo que de verdad tiene que fotografiar está mucho más cerca. La SXI está para captar los rayos X que se emiten en el borde de la magnetosfera terrestre cuando chocan con ella las partículas cargadas del Sol, y Smile será la primera misión que mire en rayos X el escudo magnético de la Tierra. Al apuntar hacia allí, la cámara detecta por ahora demasiada luz no deseada. Para reducirla se están cambiando ajustes y cargando actualizaciones de software a bordo, un trabajo que comparten la ESA, el consorcio de universidades y empresas que hizo el instrumento y el equipo chino que dirige las operaciones del satélite. Ayuda, dice la ESA, que el diseño del instrumento permita ajustarlo a distancia.

También ayuda la época del año. Smile apunta cada vez más lejos de la Tierra y el polo norte emite menos luz a medida que se acerca el invierno boreal, así que la luz no deseada va bajando sola y debería llegar a su mínimo a mediados de octubre. «En ese momento, la SXI tomaría su primera buena imagen de la magnetopausa», la frontera donde el viento solar se encuentra con el campo magnético terrestre, o de la cúspide polar norte, el hueco de la magnetosfera sobre el polo norte por el que las partículas del viento solar se cuelan hacia la superficie, dice la ESA. La agencia no pone fecha a los cambios a bordo ni dice cómo se las arreglará la cámara cuando pase ese mínimo.

El método de Smile necesita las dos cámaras. Comparar las imágenes de rayos X con las ultravioletas es como Smile tiene que leer, en tiempo real, cómo responde la Tierra al viento solar.

Los dos instrumentos que miden in situ

Los otros dos instrumentos, ambos a cargo de la CAS, miden lo que pasa junto al propio satélite. El magnetómetro, MAG, se encendió el 27 de junio; sus sensores van en el extremo de un brazo de tres metros, lejos de las perturbaciones del satélite, y la gráfica que publica la ESA muestra el campo que midieron antes y después de desplegarse ese brazo. El analizador de iones ligeros, LIA, se encendió el 30 de junio y recoge partículas del viento solar con dos sensores; los datos que enseña la ESA son del 11 de agosto.

Por dónde vuela Smile

Smile llegó a su órbita tras encender 12 veces el motor principal, contó la ESA el 25 de junio: una órbita que lo llevaba a 120.920 km sobre el polo norte y lo bajaba a 5027 km sobre el polo sur. El motor rindió mejor de lo previsto y quedaron unos 164 kg de propelente para mantener la órbita durante lo que la ESA llamó los próximos tres años largos.

Los elementos orbitales que Space-Track publicó para el 25 de septiembre dan una órbita inclinada 70° respecto al ecuador, tal como los recoge Orbinauts. Según esos elementos, Smile pasó por su punto más bajo el 29 de septiembre, a unos 6470 km sobre el océano Antártico, y la vuelta que empezó allí lo lleva hasta un punto más alto de unos 119.530 km sobre Noruega, a 65° de latitud norte, en la noche del 30 de septiembre. Cada vuelta dura 50 horas y 31 minutos, según Orbinauts. Las cifras de la ESA son de junio; las nuestras salen de elementos orbitales de finales de septiembre.

Esa vuelta tan larga y tan alta es la que permite a la cámara ultravioleta observar las auroras boreales durante 45 horas seguidas. En la parte baja, sobre el sur, Smile descarga sus datos, sobre todo en la estación O’Higgins, en la Antártida, que opera el Centro Aeroespacial Alemán, y en la de Sanya, en China. Smile se puede seguir en el mapa en directo.

El documental

Junto con el anuncio, la ESA ha publicado Let’s Smile (the full story), un documental de casi 45 minutos que sigue al satélite de junio de 2024 a mayo de 2026: la llegada de sus piezas al centro técnico de la ESA en los Países Bajos, el montaje, las pruebas y el viaje a la Guayana Francesa. Es la última entrega de una serie, y reúne y amplía los cuatro episodios cortos anteriores.

También deja ver lo tarde que llegó el retraso del lanzamiento. Smile iba a despegar el 9 de abril; esa fecha se aplazó por precaución al detectarse un problema técnico en la línea de producción de un componente del Vega-C. En el documental, en el minuto 41, un miembro del equipo de la campaña de lanzamiento cuenta que se enteraron «literalmente uno o dos días laborables antes del lanzamiento».