La misión operada y gestionada por el Laboratorio de Ciencias Espaciales de UC Berkeley se lanzó hoy.
El Observatorio Geocorona Carruthers de la NASA se lanzó esta mañana a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX desde el Centro Espacial Kennedy en Florida. Carruthers se dirige ahora hacia el Sol, alrededor del cual entrará en órbita solar a casi un millón de millas de la Tierra. Carruthers enfocará entonces sus dos cámaras ultravioleta (UV) hacia la exosfera terrestre, la capa más externa de la atmósfera.
Carruthers está dirigido por la investigadora principal Lara Waldrop , profesora asociada de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. El científico del proyecto es Thomas Immel , investigador principal del Laboratorio de Ciencias Espaciales (SSL) de la Universidad de California en Berkeley, que también pilota y opera la nave espacial y construyó la instrumentación en colaboración con el Laboratorio de Dinámica Espacial . BAE Systems construyó la nave espacial SmallSat. Este equipo está preparado para realizar las primeras mediciones exhaustivas de toda la exosfera y descubrir facetas ocultas del clima espacial.
“La humanidad solo ha capturado cuatro imágenes de la exosfera completa de la Tierra con sensores que no estaban calibrados específicamente para la tarea. Carruthers realmente va a revolucionar nuestra comprensión de la exosfera”, afirma Waldrop.
La exosfera ha sido extremadamente difícil de estudiar debido a su increíble tamaño. Waldrop compara la Tierra con una manzana y las capas inferiores de la atmósfera con la piel de la manzana. La exosfera tendría el tamaño de una pelota de playa en comparación con esa Tierra-manzana. Los satélites orbitan en las capas más bajas de la exosfera y han medido su densidad dentro de sus trayectorias orbitales, pero las imágenes de toda la exosfera resultaron difíciles de obtener durante mucho tiempo.
La primera imagen de la exosfera fue captada por los astronautas del Apolo 16 con una cámara ultravioleta inventada por George Carruthers , científico del Laboratorio de Investigación Naval y homónimo de la misión Carruthers. Incluso en la Luna, la cámara estaba demasiado cerca para capturar correctamente toda la exosfera dentro de su campo de visión, pero sí captó un halo ultravioleta radiante que rodeaba la Tierra, un fenómeno que se conoció como la Geocorona .
La comprensión de la exosfera no había avanzado mucho a principios de la década del 2000, cuando Waldrop se doctoró en física espacial en la Universidad de Boston. Sabíamos que la exosfera estaba compuesta principalmente de hidrógeno atómico, que su densidad variaba con las estaciones y que interactuaba con los plasmas de la magnetosfera terrestre, pero eso era todo. Waldrop centró su investigación postdoctoral en la exosfera y continuó estudiándola a lo largo de su carrera. Recientemente demostró cómo parte del hidrógeno exosférico se pierde en el espacio a través de interacciones con el plasma de la magnetosfera.
Durante años, el estudio de Waldrop sobre la exosfera se limitó a observaciones realizadas con cámaras ultravioleta terrestres y satelitales. Sabía que nunca comprenderíamos completamente la exosfera sin un campo de visión mucho más amplio. Propuso a la NASA una misión que viajaría al punto de Lagrange entre la Tierra y el Sol (L1), donde la influencia gravitacional de ambos cuerpos se equilibra. La misión, originalmente denominada Global Lyman-alpha Imagers of the Dynamic Exosphere (GLIDE), fue financiada por la NASA en 2020.
La Universidad de Illinois en Urbana Champaign nunca había liderado una misión de la NASA, por lo que Waldrop recurrió a SSL, con más de 60 años de experiencia en el diseño, la gestión y el liderazgo de misiones espaciales, en busca de ayuda. Los ingenieros y técnicos de SSL, bajo la dirección del director de proyecto William Craig , diseñaron y construyeron los instrumentos que permiten a Carruthers obtener imágenes ultravioleta de toda la exosfera. La nave espacial es operada por el centro de operaciones multimisión de SSL.
“Lara es una científica enérgica y respetada, pero la Universidad de Illinois no contaba con la infraestructura necesaria para construir la misión. La experiencia de SSL en el diseño y construcción de misiones y nuestra larga trayectoria en la investigación del clima espacial hicieron de esta una colaboración natural”, afirma Craig.
- Ensamblaje de la nave espacial Carruthers. (Crédito: BAE Systems).
- Representación 3D del Observatorio Geocorona de Carruthers (Crédito: NASA)
- Ilustración de las capas atmosféricas de la Tierra (Crédito: NASA)
- Ilustración de la geocorona de la Tierra (Crédito: NASA)
Una vez que alcance L1, las cámaras UV de Carruthers se enfocarán en la exosfera y comenzarán a capturar tres imágenes por hora. El brillo de la geocorona indicará la densidad de partículas, y al comparar imágenes tomadas durante largos períodos, el equipo de Carruthers podrá rastrear las variaciones estacionales en la exosfera, así como los cambios transitorios provocados por las eyecciones de masa coronal (CME), que son vastas nubes de plasma que explotan desde la atmósfera solar. Las CME pueden sobrecargar el campo magnético de la Tierra, un evento conocido como tormenta geomagnética, que puede dañar satélites, interrumpir las redes eléctricas e interferir con las telecomunicaciones.
Comprender la exosfera es fundamental para desarrollar mejores modelos de tormentas geomagnéticas. No solo es la parte de la atmósfera donde operan los satélites, sino que el gas neutro de la exosfera puede desenergizar los plasmas cargados que se desprenden de la magnetosfera. La densidad y variabilidad específicas de la exosfera podrían ser la clave para comprender qué tormentas geomagnéticas causarán daños a nuestra infraestructura. Si bien existen numerosas misiones activas que estudian la magnetosfera, nunca lograremos una comprensión completa de las tormentas geomagnéticas sin comprender también la exosfera.
«Espero que Carruthers cambie la forma en que vemos nuestro lugar en el sistema solar, proporcionando datos científicos y meteorológicos espaciales cruciales para los investigadores y el gobierno de Estados Unidos», afirma Waldrop.
Carruthers se lanzó como parte de un viaje compartido que incluyó la misión Space Weather Follow On-Lagrange 1 (SWFO-L1) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y la misión Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) de la NASA. SWFO-L1 funcionará como un observatorio meteorológico espacial, reforzando la flota obsoleta de naves espaciales de monitoreo solar de la NASA. SSL construyó el Sensor de Iones Supratérmicos para la misión. IMAP cartografiará el límite de la heliosfera, la burbuja protectora creada por el viento solar, que ayuda a proteger nuestro sistema solar de los rayos cósmicos. SSL lidera la capacidad de datos meteorológicos espaciales para el experimento Active Link for Real-Time en IMAP. SSL también construyó una fuente de alimentación de bajo voltaje para el Telescopio de Iones de Alta Energía de IMAP.
UC Berkeley News. Traducido al español
