Sondas para tormentas del cinturón de radiación de la tierra

Desde los albores de la era espacial, quienes planean las misiones espaciales han tratado de seguir una regla simple pero importante: No acercarse a los cinturones de Van Allen. Las dos regiones con forma de rosquilla, ubicadas alrededor de la Tierra, están repletas de «electrones asesinos», ondas de plasma y corrientes eléctricas peligrosas para los viajeros espaciales y sus naves. Permanecer allí no es una buena idea.

Pero esas antiguas reglas quedaron atrás.  La NASA ha lanzado dos sondas espaciales directamente hacia los cinturones de radiación; y esta vez planean dejarlas allí durante un tiempo.

Las sondas para tormentas del cinturón de radiación (RBSP, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, fueron lanzadas desde Cabo Cañaveral el 30 de agosto de 2012. Completamente abarrotadas de sensores, las sondas espaciales fuertemente protegidas dieron inicio a una misión de dos años y tienen como objetivo descubrir qué es lo que hace que el cinturón de radiación sea tan peligroso y tan endemoniadamente impredecible.

«Sabemos de los cinturones de Van Allen desde hace décadas y sin embargo continúan sorprendiéndonos con sus inesperadas tormentas de «electrones asesinos» y otros fenómenos», dice el científico de la misión David Sibeck. «Las sondas para tormentas nos ayudarán a entender qué es lo que está sucediendo allí afuera».

Cuando los cinturones de radiación fueron descubiertos, en 1958, desafiaron las ideas ortodoxas que se tenían en esa época.  La mayoría de las personas asumía que el espacio alrededor de la Tierra estaba vacío. El primer satélite estadounidense, el Explorer 1 (Explorador 1, en idioma español), demostró lo contrario.  La pequeña sonda espacial estaba equipada con un tubo Geiger para contar los protones y electrones energéticos.  Al viajar alrededor de la Tierra, el Explorer 1 encontró tantas partículas cargadas que el registro del contador estuvo fuera de la escala casi todo el tiempo.

En la década de 1950, los cinturones de radiación tenían muy poco efecto sobre la gente común. En la actualidad, son cruciales para nuestra sociedad, que hace tanto uso de la tecnología.   Cientos de satélites que se usan para todo, desde la predicción de las condiciones del tiempo hasta los GPS (Global Positioning Systems, en idioma inglés, o Sistemas de Posicionamiento Global, en idioma español) o la televisión, de manera rutinaria rozan los cinturones, exponiéndose de este modo a partículas energéticas que pueden dañar los paneles solares y causar cortocircuitos en aparatos electrónicos sensibles.   Durante las tormentas geomagnéticas cuando los cinturones están agrandados por la actividad solar, importantes cantidades de satélites pueden ser tragados poniendo así en peligro a la tecnología que utilizamos en la vida cotidiana aquí en el planeta, que se encuentra debajo.

«Las sondas para tormentas del cinturón de radiación abordan directamente estos problemas que tenemos aquí en la Tierra», dice Lika Guhathakurta, quien es la científica principal del programa de la NASA denominado «Viviendo con una Estrella». Dicho programa está a cargo de la misión. «Las RBSP son una mezcla única de ciencia pura y aplicación práctica».

Uno de los grandes misterios de los cinturones de radiación es la forma loca en la que reaccionan a las tormentas solares. «Casi cualquier cosa puede pasar», dice Sibeck.

Cuando una nube de tormenta que proviene del Sol golpea los cinturones de radiación, normalmente reaccionan de manera contraria a la intuición.  Una posible reacción es que los cinturones de radiación se llenen de partículas energéticas, tales como los potentes «electrones asesinos» que preocupan a las personas que planean la misión.   De cualquier modo, precisamente lo opuesto también sucede.   Una tormenta solar puede provocar que los cinturones pierdan sus partículas asesinas, convirtiéndolos de manera temporaria en lugares seguros.   ¡Y, en algunas ocasiones, nada ocurre!   Los cinturones permanecen completamente sin cambios.

«El problema es que no hay una idea unificada de qué fenómenos son los más importantes dentro de los cinturones», dice Sibeck. En las conferencias científicas sobre el tema en las que participa, dice:   «Si hay 100 personas en una reunión, habrá 100 diferentes respuestas a la pregunta. ¿Cómo se energizan los electrones asesinos?  Algunos afirman que es debido a las ondas de plasma; otros apuntan a los choques con el viento solar; otros están a favor de la difusión. Y la lista continúa».

Los investigadores esperan que las RBSP restrinjan las posibilidades.  Durante las tormentas, las sondas pueden tomar muestras de los campos eléctricos y magnéticos, contar la cantidad de partículas energéticas y detectar las ondas de plasma de muchas frecuencias.  El funcionamiento interno de los cinturones de Van Allen será como un libro abierto para estas dos sondas espaciales, y proveerá datos para los modelos de predicciones que nos dirán cuándo es seguro ingresar en los cinturones, realizar caminatas espaciales y hacer funcionar aparatos electrónicos sensibles.

«Los cinturones de Van Allen son parte de nuestro hogar en el espacio», agrega Guhathakurta.  «Las RBSP nos ayudarán a aprender cómo vivir allí».

¡Basta de antiguas reglas!

Esta gráfica muestra cómo los electrones energéticos en los cinturones de radiación pueden reaccionar a las tormentas solares. Algunas veces, se incrementan, otras veces disminuyen y, en algunas ocasiones, no cambian en absoluto. La impredecibilidad es uno de los grandes misterios de los cinturones de Van Allen