Muy por encima de nosotros, las partículas del Sol viajan a toda velocidad hacia la Tierra y chocan con la atmósfera superior, creando poderosas explosiones en un proceso denominado reconexión magnética. Un solo evento de reconexión magnética puede liberar tanta energía como la que se utiliza en un día en todo Estados Unidos.
Reconocimiento de la Reconexión y la Electrodinámica en la Cúspide (TRACERS, por sus siglas en inglés) de la NASA estudiará la reconexión magnética, para responder preguntas clave sobre cómo este fenómeno da forma a los impactos que producen el Sol y la meteorología espacial en nuestra vida diaria.
El lanzamiento de las naves espaciales de la misión TRACERS está programado para el 22 de julio de 2025, a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX, desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 4 Este en la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en California. Los dos satélites de TRACERS orbitarán la Tierra para estudiar cómo el viento solar —un flujo continuo de partículas con carga eléctrica provenientes del Sol— interactúa con la magnetosfera, el escudo magnético de la Tierra.
¿Qué es la reconexión magnética?
A medida que el viento solar fluye desde el Sol, transporta su campo magnético inmerso en él a través del sistema solar. Esta sopa de partículas electrificadas y su campo magnético alcanza velocidades de más de 1,6 millones de kilómetros (un millón de millas) por hora y va chocando con los planetas a su paso.
“La magnetosfera de la Tierra actúa como una burbuja protectora que desvía la mayor parte de la fuerza del viento solar. Podemos pensar en ella como una barra de imán que está girando y flotando en el espacio”, dijo John Dorelli, líder científico de la misión TRACERS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “A medida que el viento solar choca contra el campo magnético de la Tierra, esta interacción acumula energía que puede hacer que las líneas del campo magnético se rompan y expulsen las partículas cercanas a gran velocidad de forma explosiva: esto es la reconexión magnética”.
Las aberturas en el campo magnético de la Tierra en los polos norte y sur, llamadas cúspides polares, actúan como embudos que permiten que las partículas cargadas fluyan hacia la Tierra y colisionen con los gases atmosféricos. Estos fenómenos son parte del sistema meteorológico espacial que está en constante movimiento alrededor de nuestro planeta, y cuyo impacto abarca desde impresionantes auroras hasta fallas en los sistemas de comunicaciones y las redes eléctricas. En mayo de 2024, la Tierra experimentó la tormenta geomagnética más fuerte en más de 20 años, lo cual afectó las líneas eléctricas y los transformadores de alto voltaje, obligó a los vuelos transatlánticos a cambiar de rumbo y ocasionó que los tractores guiados por GPS se desviaran de su rumbo.
¿Cómo estudiará TRACERS la reconexión magnética?
Los satélites gemelos de la misión TRACERS, cada uno un poco más grande que una lavadora de ropa, volarán en tándem, uno detrás del otro, en una órbita relativamente baja de unos 580 kilómetros (360 millas) sobre la Tierra. Cada satélite viajará a más de 25.750 km/h (16.000 mi/h) y alberga un conjunto de instrumentos para medir diferentes aspectos del gas ionizado, extremadamente caliente, llamado plasma y cómo este interactúa con la magnetosfera de la Tierra.
Los satélites se enfocarán en la región donde el campo magnético de la Tierra desciende hasta el suelo en la cúspide del polo norte. Al colocar los satélites gemelos TRACERS en una órbita sincrónica con el Sol, siempre pasarán a través de la cúspide polar diurna de la Tierra, para estudiar miles de eventos de reconexión concentrados en estas regiones.
Esto creará una imagen paso a paso de cómo cambia la reconexión magnética con el tiempo y desde el lado diurno de la Tierra hasta el lado nocturno.
La misión TRICE-2 de la NASA también estudió la reconexión magnética cerca de la Tierra, pero con un par de cohetes sonda que fueron lanzados en 2018 hacia el interior de la cúspide del polo norte sobre el mar de Noruega.
“La misión TRICE obtuvo datos excelentes. Tomó una instantánea del sistema de la Tierra en un cierto estado. Demostró que estos instrumentos podían hacer este tipo de mediciones y lograr este tipo de investigación científica”, dijo David Miles, investigador principal de la misión TRACERS en la Universidad de Iowa. “Pero el sistema de la Tierra es más complicado que eso. La misión TRACERS demuestra cómo se puede utilizar la tecnología con varias naves espaciales para hacernos una idea de cómo las cosas se mueven y evolucionan”.
La misión TRACERS demuestra cómo se puede usar la tecnología con varias naves espaciales para hacernos una idea de cómo las cosas se mueven y evolucionan”.
DAVID MILES
Investigador principal de TRACERS, Universidad de Iowa
Dado que las misiones anteriores solo podían hacer una medición de un evento por lanzamiento, demasiados cambios en la región impidieron formarnos una imagen completa. Siguiéndose de cerca en la órbita terrestre, los satélites gemelos TRACERS ofrecerán diferentes capturas de la misma zona en rápida sucesión, en intervalos cortos de hasta 10 segundos de diferencia, para alcanzar un récord de 3.000 mediciones en un año. Estas capturas crearán una imagen de cómo se comporta todo el sistema de la Tierra en respuesta a la meteorología espacial, lo que permitirá a los científicos comprender mejor cómo predecir la meteorología espacial en la magnetosfera.
Cooperación entre misiones en armonía solar
La misión TRACERS colaborará con otras misiones de heliofísica de la NASA, las cuales están estratégicamente situadas cerca de la Tierra y en diferentes lugares del sistema solar. En el Sol, la sonda solar Parker de la NASA observa de cerca nuestra estrella anfitriona, incluyendo la reconexión magnética que ocurre allí y su papel en el calentamiento y la aceleración del viento solar que impulsa los eventos de reconexión que serán investigados por TRACERS.
Los datos de dos misiones de la NASA lanzadas recientemente se pueden combinar con las observaciones de TRACERS: el Explorador Generador de Imágenes del Efecto Zeeman en las Corrientes Eléctricas en Chorro (EZIE, por su acrónimo en inglés), que estudia las corrientes eléctricas en el lado nocturno de la Tierra; y el Polarímetro para Unificar la Corona y la Heliosfera (PUNCH, por su acrónimo en inglés), que estudia el viento solar y las interacciones en la atmósfera terrestre. Con las investigaciones de estas misiones, los científicos podrán alcanzar una comprensión más completa de cómo y cuándo el escudo magnético protector de la Tierra puede conectarse repentinamente con el viento solar, permitiendo que el material del Sol ingrese al sistema de la Tierra.
“La misión TRACERS será una adición importante a la flota de misiones de heliofísica de la NASA”, dijo Reinhard Friedel, científico del programa TRACERS en la sede central de la NASA en Washington. “Las misiones de la flota que trabajan juntas aumentan nuestro entendimiento de la estrella más cercana para mejorar nuestra capacidad de comprender, predecir y prepararnos para los impactos de la meteorología espacial en los seres humanos y la tecnología en el espacio”.
La misión TRACERS está dirigida por David Miles en la Universidad de Iowa, con el respaldo del Instituto de Investigaciones del Sudoeste en San Antonio, Texas. La Oficina del Programa de Exploradores Heliofísicos de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, gestiona la misión para la División de Heliofísica de la agencia en la sede central de la NASA en Washington. La Universidad de Iowa, el Instituto de Investigaciones del Sudoeste, la Universidad de California en Los Ángeles y la Universidad de California en Berkeley lideran las operaciones de los instrumentos a bordo de TRACERS que estudian los cambios en el campo magnético y el campo eléctrico. El Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA, con sede en el Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida, administra el contrato de Adquisición de Vehículos Especializados y de Uso Compartido de Clase Empresarial (VADR, por sus siglas en inglés).
Por Desiree Apodaca
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland
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