Pronto, habrá tres nuevas maneras de estudiar la influencia del Sol a través del sistema solar con el lanzamiento de un trío de naves espaciales de la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés). Este lanzamiento, previsto para no antes del martes 23 de septiembre, incluye las misiones Sonda de Cartografía y Aceleración Interestelar (IMAP, por su acrónimo en inglés) y el Observatorio Carruthers de la Geocorona de la NASA, y la nave espacial de Seguimiento de la Meteorología Espacial en el Punto de Lagrange 1 (SWFO-L1, por sus siglas en inglés) de la NOAA.
Las tres misiones serán lanzadas juntas a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida. Desde este centro, las naves espaciales viajarán juntas a su destino en el primer punto de Lagrange del sistema Tierra-Sol (L1), a una distancia aproximada de 1,6 millones de kilómetros (un millón de millas) desde la Tierra en dirección al Sol.
Cada una de estas misiones se centrará en los diferentes efectos del viento solar (la corriente continua de partículas emitidas por el Sol) y la meteorología espacial (las cambiantes condiciones en el espacio que son impulsadas por el Sol), desde sus orígenes en nuestra estrella hasta sus límites más lejanos, a miles de millones de kilómetros de distancia en los confines de nuestro sistema solar. Las investigaciones y observaciones de estas misiones nos ayudarán a comprender mejor la influencia del Sol en la habitabilidad de la Tierra, a cartografiar nuestro hogar en el espacio y a proteger de los impactos de la meteorología espacial a los satélites, a los astronautas y a las tripulaciones de las aerolíneas durante su viaje.
IMAP y Carruthers se suman a la flota de naves espaciales en misiones de heliofísica de la NASA. En conjunto, estas misiones de la NASA estudian un vasto sistema interconectado que abarca desde el Sol hasta el espacio que rodea a la Tierra y a otros planetas, y que llega hasta los límites más lejanos de las corrientes de viento solar que fluyen constantemente desde nuestra estrella. La misión SWFO-L1, financiada y operada por la NOAA, será el primer satélite de esta agencia diseñado específicamente para observar la meteorología espacial de forma continua y operativa.
La cartografía de nuestro hogar en el espacio: IMAP
Como si fuera un cartógrafo celeste moderno, IMAP también investigará dos de los temas generales más importantes de la heliofísica: la interacción del viento solar en su límite con el espacio interestelar y la energización de las partículas con carga eléctrica provenientes del Sol.
La misión IMAP estudiará principalmente los límites de nuestra heliosfera —una enorme burbuja creada por el viento solar que encapsula todo nuestro sistema solar— y cómo la heliosfera interactúa con el vecindario galáctico local que está más allá. La heliosfera protege al sistema solar de peligrosas partículas de alta energía llamadas rayos cósmicos galácticos. La cartografía de los límites de la heliosfera ayuda a los científicos a entender cómo es nuestro hogar en el espacio y cómo este llegó a ser habitable.
“IMAP revolucionará nuestra comprensión de la heliosfera exterior”, dijo David McComas, investigador principal de la misión IMAP en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. “Nos dará una imagen muy detallada de lo que está sucediendo allí afuera mediante mediciones que son 30 veces más sensibles y tienen mayor resolución que nunca antes”.
La misión IMAP también explorará y trazará mapas de la amplia gama de partículas que existen en el espacio interplanetario. Esta astronave proporcionará observaciones casi en tiempo real del viento solar y las partículas energéticas, los cuales pueden producir condiciones peligrosas, no solo en el entorno espacial cercano a la Tierra sino también al nivel del suelo en nuestro planeta. Los datos de esta misión ayudarán a modelar y mejorar las capacidades de predicción de los impactos de la meteorología espacial, que pueden ir desde interrupciones de las líneas eléctricas hasta la pérdida de satélites.
Generación de imágenes de la exosfera de la Tierra: Observatorio Carruthers de la Geocorona
El Observatorio Carruthers de la Geocorona es un pequeño satélite que será lanzado junto con IMAP como un viaje compartido. Esta misión lleva el nombre del doctor George Carruthers, creador del telescopio situado en la Luna que captó las primeras imágenes de la exosfera de la Tierra, la capa más externa de la atmósfera de nuestro planeta.
La misión Carruthers desarrollará el legado del doctor Carruthers al cartografiar los cambios en la exosfera de la Tierra. El punto de observación en L1 de esta misión ofrece una vista completa de la exosfera que no es posible desde la distancia relativamente cercana de la Luna a la Tierra. Desde ese punto, abordará preguntas fundamentales sobre la naturaleza de esa región, como su forma, tamaño, densidad y cómo cambia a lo largo del tiempo.
La exosfera juega un papel importante en la respuesta de la Tierra a la meteorología espacial, la cual puede afectar nuestra tecnología, desde los satélites que están en órbita hasta las señales de comunicaciones en la atmósfera superior o las líneas eléctricas en tierra. Durante las tormentas causadas por la meteorología espacial, la exosfera modera la absorción y liberación de energía en todo el entorno espacial cercano a la Tierra, lo que influye en la fuerza de las perturbaciones meteorológicas en el espacio. Carruthers nos ayudará a comprender mejor la física fundamental de nuestra exosfera y a mejorar nuestra capacidad para predecir los impactos de la actividad del Sol.
“Seremos capaces de filmar videos sobre cómo esta capa atmosférica responde cuando choca con una tormenta solar y de observar cómo cambia con las estaciones del año a lo largo del tiempo”, dijo Lara Waldrop, investigadora principal del Observatorio Carruthers de la Geocorona en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.
Una nueva estación meteorológica espacial: SWFO-L1
A diferencia de los satélites de investigación de la NASA, SWFO-L1 será un satélite operativo, y ha sido diseñado para observar la actividad solar y el viento solar en tiempo real a fin de proporcionar datos cruciales en la misión de la NOAA de proteger a Estados Unidos de los peligros del entorno. SWFO-L1 servirá como un faro de alerta temprana para eventos de meteorología espacial potencialmente dañinos que podrían afectar nuestra tecnología en la Tierra. SWFO-L1 observará la atmósfera exterior del Sol en busca de grandes erupciones, denominadas eyecciones de masa coronal, y medirá el viento solar a contracorriente con respecto a la Tierra empleando un conjunto de instrumentos y sistemas de procesamiento que están a la vanguardia tecnológica.
Esta misión es la primera de una nueva generación de observatorios meteorológicos espaciales de la NOAA dedicados a funcionar las 24 horas del día, en operación constante para evitar interrupciones en la continuidad del servicio.
“SWFO-L1 será una maravillosa misión en el espacio profundo para la NOAA”, dijo Dimitrios Vassiliadis, científico del programa SWFO de la NOAA. “Gracias a su ventajosa ubicación en L1, monitoreará continuamente la atmósfera solar mientras mide el viento solar y sus campos magnéticos interplanetarios mucho antes de que impacten la Tierra, y transmitirá estos datos en tiempo récord”.
Con el funcionamiento mejorado de SWFO-L1, sus vistas sin obstrucciones y el retraso mínimo entre las observaciones y el envío de los datos, los pronosticadores del Centro de Predicción Meteorológica Espacial de la NOAA darán a los operadores mejores plazos de aviso, que son necesarios para tomar medidas de precaución que protejan la infraestructura vital, los intereses económicos y la seguridad nacional en la Tierra y en el espacio.
Por Mara Johnson-Groh
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland
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