Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » » "El Universo Eléctrico", la nueva misión de la NASA


Referencia: DailyGalaxy.com, 18 julio 2012

Más allá de la atmósfera protectora de la Tierra, extendiéndose a lo largo y ancho de todo el espacio interplanetario, las partículas electrificadas dominan la escena. De hecho, el 99% del universo está hecho de este gas electrificado, conocido como plasma. Dos gigantes anillos de este plasma envuelven la Tierra, inmersa dentro de una región conocida como los Cinturones de Radiación de Van Allen. Estos cinturones se hallan cerca de la Tierra, situados entre los satélites en órbita geoestacionaria por arriba y los satélites en órbita baja terrestre (LEO) que están generalmente por debajo de los cinturones.

Una nueva misión de la NASA, llamada Radiation Belt Storm Probes (RBSP), se va a lanzar en agosto de 2012, con el fin de mejorar nuestra comprensión de lo que hace que el plasma en su movimiento dentro y fuera de estas bandas electrificadas alrededor de nuestro planeta.

"Tales cinturones de radiación fueron descubiertos en las observaciones de la primera nave, el Explorer 1, en ​​el año 1958", comenta David Sibeck, científico espacial del Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, y de la misión científica de RBSP. "La caracterización de estos cinturones llenos de partículas peligrosas fue un gran éxito de la era espacial, pero estas observaciones llevaron a tantas preguntas como respuestas. Son preguntas fascinantes de ciencia, pero también son cuestiones prácticas, ya que tenemos que proteger a los satélites de la radiación de los cinturones".

El cinturón interior de radiación se mantiene bastante estable, pero el número de partículas del exterior puede ser de 100 veces o más, abarcando fácilmente una multitud de satélites de comunicaciones e instrumentos de investigación que orbitan la Tierra. Para averiguar qué impulsa estos cambios en los cinturones, se requiere entender lo que impulsa el plasma. Este hervidero de plasma tiene un movimiento complejo. Por lo general, el flujo a lo largo de su estructura crea invisibles líneas de campo magnético, mientras que al mismo tiempo se van creando otros campos magnéticos a medida que avanzan. Dilucidar las reglas que gobiernan un entorno tan extraño, que sólo puede ser estudiado desde la distancia, se halla en el corazón de la comprensión de una serie de fenómenos que conforman el clima espacial, desde las explosiones gigantes del Sol a las partículas de alta energía, potencialmente dañinas, cercanas al entorno de la Tierra.

Para distinguir entre una serie de teorías, desarrolladas a lo largo de los años, sobre el movimiento del plasma en las cercanías a la Tierra, los científicos han diseñado la RBSP con una serie de instrumentos que pretenden responder a tres preguntas generales. ¿De dónde provienen las partículas y su energía extra? ¿A dónde van cuando desaparecen y qué las conduce por ese camino? ¿Cómo afectan estos cambios el resto del entorno magnético de la Tierra, la magnetosfera? Además de su amplia gama de instrumentos, la misión RBSP hará uso de dos naves espaciales a fin de mapear la totalidad de las dimensiones espaciales de este fenómeno y cómo cambia con el tiempo.

video

Los científicos quieren entender no sólo los orígenes de las partículas electrificadas, posiblemente procedentes del constante viento solar que fluye desde nuestro Sol, o de un área de la propia atmósfera exterior de la Tierra, la ionosfera, y también qué mecanismos dan a las partículas su extrema velocidad y energía.

"Conocemos ejemplos en los que una tormenta de partículas proveniente del Sol puede causar que los dos cinturones se llegan a inflar tanto que parecen fundirse y formar un solo cinturón", relata Shri Kanekal, científica del proyecto de RBSP en Goddard. "Luego hay otros ejemplos, donde una gran tormenta solar no afectan en absoluto a los cinturones, e incluso hay casos en que los cinturones se contraen. Dado que los efectos pueden ser tan diferentes, aquí no es tan cierto eso de que uno ha visto una tormenta y ya ha visto todas"... Tenemos que averiguar las causas de esas diferencias".

Hay dos teorías generales sobre cómo las partículas obtienen la energía: el transporte radial o in situ. En el transporte radial, las partículas se mueven perpendicularmente a los campos magnéticos dentro de los cinturones, desde las áreas lejanas a la Tierra de baja fuerza magnética a las áreas de alta resistencia magnética más cercanas. Las leyes de la física dictan que las energías de las partículas se correlacionan con la fuerza del campo magnético, aumentando a medida que avanzan hacia la Tierra. La teoría in situ postula que las ondas electromagnéticas sacuden las partículas, como quien empuja regularmente un columpio, de forma sucesiva, aumentando su velocidad y energía.

En cuanto a cómo las partículas dejan los cinturones, los científicos vuelven a estar de acuerdo en dos posibilidades principales: las partículas suben o bajan. Tal vez viajan hacia abajo por las líneas del campo magnético hacia la Tierra, al margen de los cinturones de la ionosfera, donde permanecen en el sistema magnético de la Tierra, con el potencial para volver a los cinturones en algún momento. O son transportados hacia arriba y afuera, en un viaje de ida que deja la magnetosfera para siempre y entran en el espacio interplanetario.

"En realidad, la respuesta final, bien puede ser una combinación de ambas posibilidades", señala Sibeck. "Probablemente sean múltiples procesos y a múltiples escalas en varios lugares. Por eso, la RBSP llevará a cabo unas medidas muy amplias y observará numerosos atributos de las ondas y las partículas para ver cómo cada fenómeno influye en los demás."

Para distinguir entre la amplia gama de teorías posibles, los instrumentos de RBSP estarán equipados para medir un amplio espectro de información. La RBSP medirá una serie de distintas partículas, incluyendo el hidrógeno, el helio y el oxígeno, así como medir los campos magnéticos y eléctricos a lo largo de los cinturones, ambos pueden guiar el movimiento de estas partículas. La RBSP también mide un amplio rango de energías, desde las partículas más frías de la ionosfera a las más energéticas, las más peligrosas.

"Las partículas de los cinturones de radiación pueden penetrar en la nave e interrumpir la electrónica, cortocircuitar o trastornar la memoria de los ordenadores", observó Sibeck. "Las partículas son también peligrosas para los astronautas que viajen a través de la región. Necesitamos modelos para ayudar a predecir fenómenos peligrosos en los cinturones y por ahora aún no somos muy buenos en eso. La RBSP deberá ayudar a resolver ese problema".

Si bien la necesidad práctica más inmediata para el estudio de los cinturones de radiación, es entender el sistema climático del espacio cercano a la Tierra y proteger a los humanos y la electrónica en el espacio de las tormentas geomagnéticas, hay otra razón por la que los científicos están interesados ​​en esta área. Es el lugar más cercano para estudiar el material, el plasma, que impregna todo el universo. La comprensión de este ambiente tan ajeno al nuestro es crucial para entender la composición de todas las estrellas y galaxias del espacio exterior.


- Crédito: El Daily Galaxy, vía Goddard Space Flight Center de la NASA
- Imagen:Esquema de los Cinturones de Van Allen, en Wikipedia, por Booyabazooka.
- Vídeo: Cinturones de Van Allen, original de la NASA.
.

,

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales