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La misión espacial para comprarnos horas extra vitales antes de que golpee una tormenta solar
NASA
El Evento Carrington es probablemente el evento más famoso en la historia del clima espacial. Una tormenta solar masiva que golpeó la Tierra en 1859, produjo tanta actividad geomagnética que la aurora boreal se vio tan al sur como Cuba. Los operadores de telégrafos informaron que saltaban chispas de sus equipos. Esto no suena tan mal, pero si sucediera hoy, podría debilitar la energía en los centros urbanos, cortar el GPS y poner en riesgo las comunicaciones satelitales.
Tormentas como esta pueden ocurrir solo una vez cada 100 o 200 años, pero si viene una, necesitaremos saberlo.
El análisis del clima espacial busca advertencias de tales eventos catastróficos (y erupciones solares más pequeñas y frecuentes) al observar el viento solar del sol, eyecciones de masa coronal (cuando el sol arroja plasma de su corona, perturbando los campos magnéticos), y otros fenómenos. Los pronósticos pueden predecir cuándo las auroras iluminarán el cielo, pero lo que es más importante, pueden advertir sobre un evento catastrófico inminente.
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En este momento, sin embargo, solo tenemos unas pocas horas o unos pocos días de advertencia. La razón principal es que no tenemos una buena vista de todo el sol, por lo que no podemos ver cuándo se está formando algo peligroso alrededor de su parte posterior. Una misión planificada de la Agencia Espacial Europea podría cambiar eso al darnos un vistazo, agregando un recurso vital al arsenal de pronosticadores solares. Los científicos están en una carrera contra el tiempo para lanzar la misión Lagrange antes de que nuestros otros métodos para detectar el clima solar peligroso ya no estén operativos.
Diagrama de puntos de Lagrange entre la Tierra y el sol. NASA
Hasta ahora, la mayoría de las misiones meteorológicas espaciales han estado en órbita terrestre o ubicadas en el punto L1 de Lagrange, que se encuentra entre la Tierra y el sol. puntos de Lagrange son ubicaciones en el espacio donde un objeto mantendrá la misma posición en relación con dos cuerpos que están en órbita uno alrededor del otro. Por ejemplo, un objeto en el punto L1 parece permanecer justo frente a la Tierra, lo que brinda una vista ininterrumpida del sol en todo momento. Esto lo convierte en un excelente lugar para las misiones científicas, que tienen que gastar menos energía para permanecer en el lugar para tomar datos y, más específicamente, para los satélites de observación del sol.
Pero eso solo nos da una vista de un lado de la estrella. La misión Lagrange de la ESA aprovechará el punto 5 de Lagrange para darnos una nueva perspectiva. L5 está aproximadamente a una unidad astronómica de la Tierra (la distancia del sol, o 150 millones de kilómetros), pero al costado del planeta. Esta es la primera nave espacial que realmente planea permanecer allí en L5 y entregar datos continuamente, dice Stefan Kraft, gerente de estudio de la misión L1/L5 de la ESA. Las naves STEREO de la NASA visitaron brevemente los puntos en 2009, pero parar realmente requiere mucho más combustible.
Esta vista lateral daría a los investigadores de la ESA una mirada constante a la superficie del sol antes de que gire hacia la Tierra (el sol gira alrededor de una vez cada 27 días ), proporcionando advertencias más tempranas y precisas si el clima espacial peligroso podría estar en camino.
El emparejamiento de datos de L1 y L5 también ayudará a reducir los tiempos de alerta. En este momento, el impacto de una eyección de masa coronal en la Tierra solo se puede predecir con una precisión de seis a 12 horas. Según el jefe del segmento de clima espacial de la ESA, Juha-Pekka Luntama, la misión Lagrange lo reduciría a unas pocas horas. En perspectiva, las eyecciones más rápidas tardarían de 15 a 18 horas en golpear la Tierra. Él dice que también mejoraría los tiempos de advertencia para las corrientes de viento solar de alta velocidad, que, aunque no son tan peligrosas, pueden perturbar las redes eléctricas y los satélites geoestacionarios.
Representación del satélite de Lagrange. ESA
Para el clima espacial menor, las advertencias más oportunas podrían garantizar que no se programen caminatas espaciales durante una tormenta y que los servicios de emergencia en la Tierra tengan comunicaciones de respaldo listas para funcionar en caso de que sus radios se apaguen. En caso de un evento similar al de Carrington, los operadores de satélites podrían cerrar sus operaciones, se podrían emitir advertencias al público en general de que sus dispositivos GPS se apagarán y los operadores de la red eléctrica podrían tener la oportunidad de proteger sus equipos.
Técnicamente, la misión será desafiante. En la Tierra, tres estaciones espaciadas uniformemente en la ESA Estrack network trabajarán juntos para recibir constantemente señales de la nave a medida que el planeta gira. Y llevar la señal a la Tierra en primer lugar tampoco es una tarea fácil. El punto L5 está aproximadamente 100 veces más lejos de la Tierra que L1, lo que significa que la velocidad a la que se pueden enviar los datos se reduce.
Luego están las propias tormentas solares. La nave no solo enviará datos sobre ellos, sino que también tendrá que resistirlos. Cuando tenemos eventos climáticos espaciales severos, todavía nos gustaría observar, dice Kraft. Mientras que todas las demás naves espaciales básicamente pueden ocultarse y entrar en modo seguro, nuestra nave espacial debería estar lista. Él dice que el equipo está desarrollando actualmente un blindaje más robusto que puede ayudar al satélite a resistir tormentas más fuertes que el Evento Carrington.
ESA
Para continuar tomando imágenes del sol durante condiciones climáticas extremas, la nave utilizará inteligencia artificial para reconocer y eliminar, cuadro por cuadro, partículas cargadas que crean una especie de nieve en las imágenes.
Nuestra capacidad para monitorear el clima basado en el espacio se está degradando.
La misión aún está en sus primeras etapas. En este momento, el equipo está desarrollando el plan técnico y elaborando una propuesta que se presentará junto con otros estudios de la ESA en noviembre. Están explorando exactamente qué tan robustos deben ser los sistemas, equilibrando las limitaciones financieras con la necesidad de proteger la nave. Dependiendo de esa propuesta hay más fondos para ejecutar realmente la misión. Si todo va según lo planeado, se lanzarán en 2025.
Kraft es optimista de que la misión será aprobada. Él dice que el equipo ya ha recibido indicaciones relativamente claras de países como Alemania y el Reino Unido de que quieren apoyarlo.
El momento de esa aprobación es crítico, porque se necesitan desesperadamente nuevas misiones meteorológicas espaciales. Dentro de unos pocos años perderemos algunos de los satélites científicos más cruciales que han estado operando durante décadas. Nuestra capacidad para monitorear el clima desde el espacio se está degradando, dice Luntama.
La misión que a los investigadores les preocupa más perder es el Satélite del Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO), que se encuentra en L1. Es la única misión que alberga un instrumento que monitorea el inicio de las eyecciones de masa coronal hacia la Tierra. Y es la herramienta principal que todavía se usa para dar alertas y advertencias cuando sucede algo peligroso bajo el sol.
Lanzado en 1995, ya ha estado en el espacio durante más de 20 años, más de cuatro veces su vida útil original prevista. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. (NOAA) también está planeando su propio observatorio solar para ayudar a reemplazar los datos de SOHO que podrían perderse en L1. Está previsto que se lance en 2024, justo a tiempo: Luntama dice que SOHO tiene, a más tardar, hasta 2024 antes de que falle. Problemas técnicos podrían hacer que lo hiciera cualquier día.
Necesitamos asegurarnos de mantener nuestra capacidad para monitorear el clima espacial, dice. De lo contrario, dentro de unos años estaremos realmente ciegos y ya no podremos proteger nuestra infraestructura del clima espacial.