AGENCIA ESPACIAL EUROPEA y NASA

¡¡¡¡ AHÍ VIENEN LOS IONES !!!

Gracias a COSTEP, un instrumento a bordo del telescopio solar espacial SOHO, se ha logrado al fin perfeccionar un método para predecir tormentas solares.



Mayo 25, 2007:

Usando el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO, por su sigla en idioma inglés), un científico ha encontrado la manera de predecir tormentas de radiación solar. El nuevo método permite recibir avisos de tormenta con hasta una hora de anticipación, lo cual da tiempo a los astronautas para buscar refugio y a los controladores, en la Tierra, para preparar las defensas de sus satélites cuando una tormenta solar se aproxima.

"Bien se sabe que las tormentas de radiación solar son difíciles de predecir —a menudo nos toman por sorpresa", dice el físico Arik Posner, quien desarrolló la técnica. "Pero ahora ya tenemos una manera de anticipar estos eventos".


Posner es miembro del equipo de trabajo del Instituto de Investigaciones del Suroeste (Southwest Research Institute, en idioma inglés), en San Antonio, Texas, y también trabaja para las oficinas centrales de la NASA en Washington, DC. Su estudio, Predicción y Aviso de Radiaciones Peligrosas Provenientes de Eventos Iónicos Solares de Alta Energía, Efectuados con Hasta una Hora de Anticipación (Up to one-Hour Forecasting of Radiation Hazards from Solar Energetic Ion Events), ya se publicó en la revista científica Space Weather.

Las tormentas de radiación son enjambres de electrones, protones e iones pesados acelerados a altas velocidades por explosiones que se producen en el Sol. Aquí en la Tierra estamos protegidos de estas partículas por la atmósfera y por el campo magnético de nuestro planeta. Los astronautas en órbita alrededor de la Tierra se encuentran también relativamente a salvo; el campo magnético de la Tierra se extiende lo suficiente como para protegerlos. El peligro comienza cuando los astronautas dejan este capullo protector. La Luna y Marte, por ejemplo, no tienen campos magnéticos globales y "los astronautas que se encuentren trabajando en la superficie de esos mundos podrían estar en riesgo", dice Posner.


"Un aviso realizado con una hora de anticipación reduciría la probabilidad de que un astronauta quedara atrapado en una tormenta solar fuera de un hábitat lunar, donde es más vulnerable", dice el científico Francis Cucinotta, jefe del Programa de Radiación Espacial (Space Radiation Program, en idioma inglés), de la NASA.

Las naves espaciales y los satélites también se beneficiarían. Las partículas subatómicas que afectan a los procesadores de las computadoras y a otros componentes electrónicos pueden provocar que las computadoras a bordo de las naves se reactiven o envíen comandos sin sentido. Si, por ejemplo, un operador de satélite sabe cuándo se avecina una tormenta solar, puede poner a su nave en un "modo seguro" hasta que pase la tormenta.

El tipo de partícula más temido por los expertos en la seguridad de los astronautas es el ión, que es un átomo que ha perdido uno o más de sus electrones y que por tanto tiene una carga eléctrica desequilibrada. "Los iones de alta energía pueden dañar tejidos y romper cadenas de ADN, provocando problemas de salud que van desde náuseas hasta cataratas e incluso cáncer", dice Cucinotta.

De manera que el objetivo es predecir cuándo llegarán los iones. La clave para eso resultan ser los propios electrones. "Los electrones siempre se detectan antes que los peligrosos iones", dice Posner. Esto se ha sabido por años, pero sólo hace poco tiempo Posner pudo enfocar sus investigaciones hacia este aspecto de las tormentas solares vinculado con el hecho de que "los electrones llegan primero" para poder construir de este modo una herramienta de predicción del clima espacial.


Todas las tormentas de radiación son una mezcla de electrones, protones e iones más pesados. Los electrones, que son más livianos y más rápidos que las otras partículas, llegan primero a la meta. Son como veloces mensajeros que proclaman ¡Ahí vienen los iones!. Cuando Posner midió "el tiempo de incremento y la intensidad de la oleada inicial de electrones", se dio cuenta de que podría saber cuántos iones les seguían y cuándo llegarían.

La clave para este avance fue el instrumento COSTEP, a bordo del telescopio solar espacial SOHO. COSTEP es la abreviación de "Comprehensive Suprathermal and Energetic Particle Analyzer", en idioma inglés, o "Analizador Integral de Partículas Supratérmicas y de Alta Energía", en idioma español. Esencialmente, este dispositivo cuenta partículas que provienen del Sol y mide sus energías.

Posner analizó los datos de cientos de tormentas de radiación grabadas por el instrumento COSTEP entre 1996 y 2002, y pudo construir una matriz empírica de predicción: "Si introducimos por un lado de la matriz los datos sobre los electrones, obtendremos por el otro lado la predicción sobre los iones".

El siguiente paso fue probar los resultados. Posner decidió poner a prueba la matriz con datos del COSTEP obtenidos en 2003, un año que no había analizado y que no formaba parte de la matriz misma. "Aplicamos la matriz a los datos de los electrones y logramos predecir exitosamente las cuatro tormentas de iones más grandes de 2003, con avisos anticipados de entre 7 y 74 minutos".



Arriba: La matriz de predicción de tormentas de iones de Posner.

Posner dice que el método aún no está perfeccionado y destaca, por ejemplo, el aviso más breve, de apenas siete minutos de anticipación, que corresponde a 2003. "Me gustaría mejorar ese tiempo", dice. "La matriz generó también tres falsas alarmas en 2003 —es decir, las alertas de tormenta fueron seguidas por tormentas muy débiles o simplemente no hubo tormenta". En esos pocos casos, los astronautas hubieran ido a sus refugios innecesariamente.

Las mejoras se darán conforme Posner trabaje con bases de datos aún más extensas proporcionadas por el instrumento COSTEP. "Lanzado al espacio en 1995, abordo del SOHO, el instrumento COSTEP ha estado operando durante todo un ciclo solar, que incluye el máximo solar de 2001 —y todavía funciona muy bien", dice el profesor Bernd Heber, investigador principal del COSTEP, en la Universidad de Kiel, en Alemania.

El método está siendo considerado actualmente por investigadores del Centro Espacial Johnson para sus planes y diseños de futuras misiones a la Luna. "En comparación con los métodos actuales, la técnica de Posner reduce las probabilidades de quedar expuesto a la radiación en más de un 20 por ciento, lo que permitiría a los astronautas aventurarse a explorar zonas más alejadas de sus bases", dice Cucinotta. "Estas son buenas noticias tanto para la ciencia como para la exploración".