ICON explorará el límite entre la Tierra y el espacio

Un toma y daca que juega un papel importante papel en la seguridad de nuestros satélites y la fiabilidad de las señales de comunicación.

Específicamente, ICON investigará las conexiones entre la atmósfera neutra, que se extiende desde aquí cerca de la superficie hasta muy por encima de nosotros, en el borde del espacio, y la parte eléctricamente cargada de la atmósfera, llamada ionosfera.

Las partículas de la ionosfera llevan carga eléctrica que puede interrumpir las señales de comunicación, provocar que los satélites en la órbita baja de la Tierra se carguen eléctricamente y, en casos extremos, provoquen cortes de energía en el suelo. Posicionada en el borde del espacio y entremezclada con la atmósfera neutral, la respuesta de la ionosfera a las condiciones en la Tierra y en el espacio es difícil de precisar.

"Las condiciones en nuestro entorno espacial, el tiempo espacial, es algo que debemos poder pronosticar", dijo Thomas Immel, investigador principal de la misión ICON de la Universidad de California, Berkeley. "Es difícil predecir las condiciones en la ionosfera mañana basado en lo que medimos hoy”.

La interfaz de la Tierra con el espacio

A medida que uno sube más y más por encima de la superficie de la Tierra, la atmósfera se vuelve cada vez más delgada. Los efectos de estos cambios se pueden sentir a solo unos pocos kilómetros sobre el nivel del mar, por ejemplo, los escaladores en algunas de las montañas más altas del mundo a menudo deben usar tanques de oxígeno para respirar. Pero aún más, a 80 km por encima de la superficie de la Tierra, la atmósfera se vuelve tan delgada que los aviones no pueden volar. Aquí es donde comienza el espacio.

Incluso más allá de este límite del espacio, la atmósfera de la Tierra continúa extendiéndose hacia arriba, se vuelve más delgada y más tenue a medida que avanzas.

Esta región está por encima de la capa de ozono de la Tierra, por lo que está expuesta a la mayor parte de la radiación solar. La fuerte radiación ultravioleta fragmenta moléculas estables y neutras, transformándolas de algo parecido al aire que respiramos en formas más reactivas de gas, como el oxígeno atómico. Estos compuestos reactivos en la atmósfera superior neutral producen un brillo tenue y global, llamado brillo de aire.

Pero la luz del Sol no se detiene allí. Sigue separando estas moléculas atmosféricas, eliminando los electrones, lo que deja un mar de electrones e iones cargados. Esta población de partículas con carga eléctrica es la ionosfera, y existe en el mismo espacio que la atmósfera superior extremadamente delgada y neutra.

Esto hace que nuestra interfaz para espaciar una región única, donde los gases cargados y neutrales coexisten.

"ICON tiene como objetivo comprender cómo el tiempo de la Tierra modifica el tiempo espacial", dijo Doug Rowland, científico de misión de ICON en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Estamos viendo cómo el tiempo que vivimos -la lluvia, el calor, la nieve, las tormentas eléctricas y los huracanes- afecta el ambiente espacial que está por encima de nosotros".

El clima tiempo a menudo se desencadena por los cambios en el Sol, que libera una salida constante de material magnetizado llamado viento solar junto con explosiones menos frecuentes pero más intensas de material solar, llamadas eyecciones de masa coronal.

Los campos magnéticos incrustados en este material solar pueden deformar el campo magnético natural de la Tierra, creando campos magnéticos y eléctricos cambiantes en el espacio cercano a la Tierra. El gas con carga eléctrica de la ionosfera, llamado plasma, reacciona de manera única a estos campos eléctricos y magnéticos cambiantes.

Muchos satélites en órbita terrestre baja, incluida la Estación Espacial Internacional, vuelan a través de la ionosfera. También actúa como un conducto para muchas de nuestras señales de comunicaciones, como las ondas de radio y las señales que hacen funcionar los sistemas de GPS. Los cambios imprevistos en la ionosfera, como las ondas y las burbujas de plasma denso, pueden tener un impacto significativo en nuestra tecnología y comunicación.

"Las ondas de radio de onda corta rebotan en la ionosfera y las señales de los satélites GPS tienen que pasar", dijo Immel. "Los cambios en la densidad afectan directamente las comunicaciones y la navegación".

Comprender los detalles de lo que influye en la ionosfera y causa interrupciones en la señal ha sido históricamente difícil, en parte debido a la variedad de factores que pueden cambiar la ionosfera.

Más sobre ICON: https://www.nasa.gov/icon