Publicado: 
30 de junio de 2016

Centellea, centellea Sistema de Posicionamiento Global

Vaya afuera esta noche y contemple las estrellas.  Especialmente las estrechas brillantes que se encuentran bajas en el horizonte. Ellas centellean mientras las irregularidades en la atmósfera terrestre pasan desapercibidas.  

Estas irregularidades son imperceptibles para el ojo humano.  Lo mismo sucede con las señales del Sistema de Posicionamiento Global (GPS - Global Positioning System por sus siglas en inglés).

 

Las señales de radio centellean de manera muy similar a como lo parecen hacer las estrellas brillantes en longitudes de onda óptica. Esto puede tener efectos sobre el GPS, causando que las señales brillen y se desvanezcan, o que lleguen a la Tierra en momentos impredecibles. Todo esto podría deteriorar la exactitud del posicionamiento del GPS.

El centelleo ocurre porque las señales que envían los satélites del GPS hacia la Tierra pasan a través de una capa de la atmósfera llamada ionosfera. Las irregularidades que se producen en la ionosfera, a las que en la comunidad científica se refieren como depleciones o burbujas ionosféricas, atraviesan el hemisferio en el ecuador y son un elemento importante en la región geoespacial de baja latitud. Estas irregularidades forman enormes arcos en los hemisferios con ápices centrados en el ecuador magnético.

Para estudiar este fenómeno, la NASA construyó un instrumento llamado Investigación de la Dinámica de Iones Neutros Emparejados (CINDI - Coupled Ion-Neutral Dynamics Investigation, por sus siglas  en inglés) en el 2008. CINDI fueron lanzado al espacio junto con otros instrumentos ubicados a bordo de un satélite del Laboratorio de Investigaciones de la Fuerza Aérea (AFRL - Air Force Research Laboratory, por sus siglas en inglés), llamado Sistema de Predicción de Fallos de Navegación y Comunicaciones ( C/NOFS - Communication/Navigation Outage Forecasting System, por sus siglas en inglés). El propósito de CINDI es medir la ionización en la atmósfera superior y las irregularidades que causan el centelleo del GPS. 

El comportamiento de las irregularidades responsables del centelleo del GPS resultó ser sorprendente.

Rod Heelis, quien es el principal investigador de CINDI en la Universidad de Texas, en Dallas, explica: “De acuerdo a las observaciones actuales, la ionosfera se hace inestable poco después de que el Sol se pone. A medida que va oscureciendo los átomos ionizados y las moléculas comienzan a recombinarse para alcanzar un estado neutro. Durante este período de transición, de 1 a 2 horas después de la puesta del Sol, las irregularidades son bastante fuertes."

Sin embargo, se pensaba que esas irregularidades se iban desvaneciendo a medida que la noche transcurria  y, finalmente, desaparecían alrededor de la medianoche. 

“Pero eso no es lo que descubrió CINDI”, dice Heelis. “Hubieron muchas irregularidades cerca de la puesta del Sol, pero no desaparecían cuando se acercaba la medianoche. Al contrario, hubo otro pico en las irregularidades a medianoche. Este segundo pico pareció ser más pronunciado de Junio a Agosto."

Los científicos no están seguros por qué ocurre este segundo pico o por qué se observa una variación según la temporada, pero Rob Pfaff, un científico del proyecto CINDI en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales (GSFC - Goddard Space Flight Center, por sus siglas en inglés) de la NASA, ubicado en Greenbelt, Maryland, señala: “Este comportamiento inesperado es un descubrimiento clave. Muestra que la ionosfera todavía puede sorprendernos."

Los investigadores todavía tienen mucho que aprender sobre la ionosfera y cómo puede afectar las señales de GPS y otros sistemas de satélites. CINDI volvió a ingresar a la atmósfera de la Tierra en noviembre de 2015 y obtuvo una vista incomparable de la ionosfera antes de que se desintegrara.

Pfaff agrega: “Al final de la misión C/NOFS, tuvimos esta grandiosa oportunidad de medir la ionosfera a altitudes mucho más bajas que las anteriores. De hecho, pudimos ver cizalladuras en los movimientos de la atmósfera superior, áreas en donde la ionosfera a altitudes más bajas fluía en la dirección opuesta a la de las altitudes más elevadas. Creemos que esta cizalladura puede ser una de las causas del centelleo del GPS."

Luego, dice Pfaff, está ICON, el Explorador de Conexión Ionosférica (Ionospheric Connection Explorer, por sus siglas en inglés), cuyo lanzamiento está programado para el año 2017. Esta misión de la NASA está dirigida por investigadores de la Universidad de California-Berkeley (UCB), la meta de esta misión es “comprender los intercambios que existen entre la atmósfera de la Tierra y el ambiente espacial." Al igual que CINDI, ICON nos ayudara a aprender mucho más sobre lo que causa el centelleo del GPS y mucho más.

Manténgase conectado para obtener actualizaciones desde el borde del espacio en ciencia.nasa.gov

Créditos y Contactos

Autor: Ferris Molina

Traducción al Español: Angela Atadía de Borghetti
Editora en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Angela Atadía de Borghetti