Publicado: 
30 de abril de 2008

Ionosfera 4D


Mediante un nuevo modelo en vivo "4D" de la ionosfera de la Tierra, podemos ahora volar a través de la capa de gas ionizado que rodea a la Tierra, en el borde mismo del espacio.

NASA

Abril 30, 2008: Hoy, investigadores financiados por la NASA, dieron a conocer un nuevo modelo en vivo "4D" de la ionosfera de la Tierra. Sin salir de casa, se puede volar a través de la capa de gas ionizado que rodea a la Tierra, en el borde mismo del espacio. Todo lo que se necesita es una conexión a Internet.

"Este es un progreso apasionante", dice el físico solar Lika Guhathakurta, de las oficinas centrales de la NASA, en Washington, DC. "La ionosfera es importante para los pilotos, los operadores de radioaficionado, los científicos que estudian la Tierra e incluso para los soldados. Usando esta nueva herramienta 4D, estas personas pueden monitorear y estudiar la ionosfera como si estuvieran dentro de ella".

Haga clic en la imagen de la toma de la pantalla para ver un video de demotración de 19 MB:

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Arriba: Una toma de la pantalla donde se muestra la ionosfera 4D. Haga clic en la imagen para iniciar un video de demostración de 19 MB. Usted puede descargar y dar inicio a su propia ionosfera 4D siguiendo estas simples instrucciones.

La ionosfera es, en cierto sentido, la última frontera de nuestro planeta. Es la última brizna de la atmósfera de la Tierra que los astronautas dejan atrás antes de entrar al espacio. El dominio de la ionosfera se extiende desde 80 hasta 800 km (50 hasta 500 millas) sobre la superficie de la Tierra, donde la atmósfera se adelgaza hasta casi el vacío y se expone a la furia del Sol. La radiación ultravioleta solar rompe moléculas y átomos creando una neblina de electrones e iones que se extiende por todo el globo.

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Los operadores de radioaficionado conocen bien la ionosfera. Ellos pueden comunicarse más allá del horizonte haciendo rebotar sus señales en la ionosfera, pero pueden no comunicarse en absoluto cuando una erupción solar azota la ionosfera con rayos X y da lugar a una interrupción en las emisiones de radio. La ionosfera también tiene un gran impacto sobre la recepción del GPS (Global Positioning System o Sistema de Posicionamiento Global, en idioma español). Antes de que una señal de satélite GPS llegue a la tierra, debe atravesar primero gases de la ionosfera que doblan, reflejan y atenúan las ondas de radio. Las tormentas solares y geomagnéticas que perturban la ionosfera pueden provocar errores de posición de hasta 100 metros en el GPS. Imagine a un piloto cuya aeronave vuela por intrumentos y desciende sobre una pista de aterrizaje sólo para descubrir que es un campo de fútbol situado a la derecha de la verdadera pista.

"Entender la ionosfera es claramente importante. Es por ello que el programa de la NASA 'Living with a Star' (Viviendo con una Estrella, LWS por su sigla en idioma inglés) financió este trabajo", dice Guhathakurta, científico del programa LWS. Space Environment Technologies, Inc., de California, recibió la subvención de LSW y entonces se unió a Space Environment Corp., de Utah, y a la Fuerza Aérea de Estados Unidos para desarrollar la ionosfera 4D.

"La mejor forma de apreciar la ionosfera 4D es probándola", dice W. Kent Tobiska, presidente de Space Environment Technologies y jefe científico de su División para el Clima Espacial (Space Weather Division, en idioma inglés). Él proporciona las siguientes instrucciones:

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"Uno, descargue e instale Google Earth".

"Dos, visite nuestro sitio web y haga clic en el enlace 'Total electron content'".

Derecha: Kent Tobiska demuestra el uso de la ionosfera 4D: video de 19 MB.

Espere que el archivo se cargue y listo; estará volando a través de la ionosfera: toma de la pantalla.

"Los colores representan el contenido de electrones", explica Tobiska. "El color rojo brillante denota alta densidad; allí es donde las comunicaciones por radio se limitan a pocas frecuencias o directamente a ninguna. El color azul denota baja densidad; allí no hay problemas".

Usando la interfaz intuitiva de Google Earth, los usuarios pueden volar sobre, alrededor y a través de estas regiones, obteniendo así una vista real de la situación en 3D. Pero conviértala a 4D. "La cuarta dimensión es el tiempo. Este es un sistema en tiempo real, actualizado cada 10 minutos", dice.

El modelo 4D puede ser divertido e incluso puede ocasionar cierta "adicción", advierte Tobiska, a quien le agrada utilizarlo para pilotear un avión imaginario sobre el Ártico. "Cada vez hay más vuelos comerciales de negocios que cruzan el círculo polar Ártico", dice. "Es la distancia más corta entre, por ejemplo, Chicago y Beijing y muchas otras ciudades importantes".

Abajo: Cada vez más vuelos internacionales de negocios cruzan el Ártico de la Tierra para ahorrar tiempo, combustible y dinero. [Imagen ampliada]

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La ionosfera es particularmente importante para estos vuelos lucrativos. Mientras se encuentran sobre el Ártico, los aviones pierden contacto con la mayoría de los satélites geosíncronos y dependen de las comunicaciones de radio "antiguas" (una conexión que se puede cortar durante una interrupción de las emisiones de radio). Usando el modelo 4D, un controlador de vuelo podría examinar la ionosfera desde el punto de vista de quien vuela y podría usar la información para anticipar problemas que puedan causar retrasos o desvíos de los vuelos.

El nombre del sistema es CAPS, abreviatura de Communication Alert and Prediction System (Sistema de Predicción y Comunicación de Alerta, en idioma español). Los satélites que orbitan la Tierra alimentan el sistema con información completa y actualizada sobre la actividad solar; entonces, se convierten las mediciones a densidades electrónicas por medio de códigos de computadora basados en la física. Es importante destacar, dice Tobiska, que el CAPS revela la ionosfera no sólo como es ahora sino también como será en el futuro cercano. "El pronóstico es un aspecto clave de CAPS, que se encuentra disponible para nuestros clientes de, por ejemplo, el Departamento de Defensa y la indrustria de las líneas aéreas".

Comience aquí su propio vuelo.