Publicado: 
23 de marzo de 2020

La sonda MAVEN explora Marte para entender la interferencia de radio en la Tierra


La nave espacial MAVEN (por el acrónimo en inglés de Atmósfera de Marte y evolución volátil) de la NASA ha descubierto capas y fisuras en la capa de la atmósfera superior cargada eléctricamente (la ionosfera) de Marte. Este fenómeno es muy común en la Tierra y causa interrupciones impredecibles en las comunicaciones por radio. Sin embargo, no entendemos estas ocurrencias completamente porque se forman en altitudes que son muy difíciles de explorar en nuestro planeta. El descubrimiento inesperado de MAVEN muestra que Marte es un laboratorio excepcional para explorar y comprender mejor este fenómeno altamente disruptivo.

"Las capas están muy cerca en la Tierra, por encima de nuestras cabezas, y pueden ser detectadas por cualquier persona con una radio, pero aún son bastante misteriosas", dice Glyn Collinson, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que es el autor principal de un artículo sobre esta investigación que fue publicado el 3 de febrero en Nature Astronomy. "¿Quién hubiera pensado que una de las mejores maneras de entenderlas sería lanzar un satélite a 300 millones de millas, a Marte?"

Si tu estación de radio favorita alguna vez se ha distorsionado o incluso ha sido reemplazada por otra estación, una causa probable son las capas de gas con carga eléctrica, llamada plasma, en la región más alta de la atmósfera, la llamada ionosfera. Estas capas, que se forman repentinamente y persisten varias horas, actúan como espejos gigantes en el cielo, haciendo que las señales de radio reboten en el horizonte, donde pueden interferir con las transmisiones locales, de manera similar a dos personas tratando de hablar al mismo tiempo. Las capas también pueden causar interferencias con las comunicaciones de radio de aviones y barcos, y pueden cegar radares militares.

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Gráfico que ilustra las señales de radio de una estación remota (mostradas como una línea púrpura curbada) que interfiere ncon una estación local (torre negra) tras reflejarse en una capa de plasma en la ionosfera. Créditos: NASA Goddard / CI lab

En la Tierra, las capas se forman a una altitud de aproximadamente 60 millas (aproximadamente 100 km) donde el aire es tan tenue que no permite volar a los aviones, pero a la vez demasiado grueso para que los satélites orbiten. La única forma de llegar allá es mediante un cohete, pero estas misiones solo pueden durar unas decenas de minutos antes de volver a caer en la Tierra. 

"Sabemos que [estas capas] existen desde hace más de 80 años, pero sabemos muy poco acerca de lo que sucede en su interior, porque ningún satélite descender lo suficiente como para alcanzar las capas", dice Collinson, "o por lo menos, ningún satélite en la Tierra".

En Marte, sondas espaciales como MAVEN pueden orbitar a altitudes más bajas y tomar mediciones directas de estas características. MAVEN lleva a bordo varios instrumentos científicos que miden plasmas en la atmósfera y el espacio alrededor de Marte. Unas mediciones recientes de uno de estos instrumentos detectaron picos repentinos e inesperados en la abundancia de plasma mientras la sonda volaba a través de la ionosfera marciana. Gracias a su experiencia previa con vuelos de cohetes a través de las capas en la Tierra Joe Grebowsky, ex científico del proyecto MAVEN en el Centro Goddard, reconoció de inmediato estos aumentos. MAVEN no solo había descubierto que tales capas pueden darse en otros planetas, más allá de la Tierra, sino que los nuevos resultados también revelan que Marte ofrece lo que la Tierra no puede brindar: un lugar donde podemos explorar estas capas mediante satélites de manera fiable.

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Gráfico que ilustra la nave espacial MAVEN hallando capas de plasma en Marte.Créditos: NASA Goddard / CI lab

"Las bajas altitudes observables por MAVEN cubrirán un gran vacío existente en nuestra comprensión de esta region, tanto en Marte como en la Tierra, con descubrimientos realmente significativos", dice Grebowsky, coautor del artículo.

Las observaciones de MAVEN ya están cambiando muchas de nuestras ideas existentes sobre estos fenómenos: MAVEN ha descubierto que las capas también tienen un espejo opuesto, una fisura, donde el plasma es menos abundante. La existencia de tales fisuras en la naturaleza era completamente desconocida antes de su descubrimiento en Marte por MAVEN, y anula los modelos científicos existentes que afirman que no pueden formarse. Además, a diferencia de la Tierra, donde las capas son de corta duración e impredecibles, las capas marcianas son sorprendentemente longevas y persistentes.

Estos nuevos descubrimientos ya nos han proporcionado una mejor comprensión de los procesos fundamentales que sustentan estas capas, y la exploración futura de Marte nos permitirá construir mejores modelos científicos de cómo se forman las capas. Si bien, al igual que el clima, no podemos evitar que se formen, quizás algún día las nuevas perspectivas proporcionadas por el estudio de Marte nos ayuden a pronosticarlas en la Tierra, lo que conllevará comunicaciones de radio más fiables para todos nosotros.

Esta investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN está basado en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el proyecto MAVEN. Las instituciones asociadas incluyen Lockheed Martin, la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas y misterios cósmicos cercanos y lejanos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.

Escrito por Glyn Collinson, Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.

Versión en inglés.