Como la tierra el espacio tiene clima. Excepto que en lugar de vientos arremolinados y aguaceros de precipitación, El clima espacial se define por el cambio de campos eléctricos y magnéticos y las lluvias de partículas cargadas. Al comienzo del espacio, comenzando a solo 60 millas sobre la superficie de la Tierra, hay una capa de la atmósfera que cambia y cambia en concierto con ambos tipos de clima.

Por encima de la capa de ozono, la ionosfera es una parte de la atmósfera de la Tierra donde las partículas se han cocido en un mar de electrones e iones cargados eléctricamente por la radiación del Sol. La ionosfera está mezclada con las capas más altas, y bastante delgadas, de la atmósfera superior neutral de la Tierra, haciendo de esta región un área que está en constante cambio experimentando el tira y afloja entre las condiciones de la Tierra y las del espacio. Cada vez más, estas capas del espacio cercano a la Tierra son parte del dominio humano, ya que es el hogar no solo de astronautas, sino a las señales de radio utilizadas para guiar aviones y barcos, y satélites que proporcionan nuestros sistemas de comunicaciones y GPS. Comprender los procesos fundamentales que gobiernan nuestra atmósfera superior e ionosfera es crucial para mejorar la conciencia situacional que ayuda a proteger a los astronautas. naves espaciales y humanos en tierra.

Dos nuevas misiones de la NASA se están uniendo para explorar esta área poco entendida que está cerca de casa pero históricamente difícil de observar. Las observaciones a escala global de la extremidad y el disco, o ORO, lanzamiento del instrumento a bordo de un satélite de comunicaciones comerciales en enero de 2018, y el Explorador de conexiones ionosféricas, o ICONO, la nave espacial se lanza más tarde en 2018. Juntos, proporcionarán las observaciones más completas de la ionosfera que jamás hayamos tenido.

Las dos misiones ofrecen perspectivas distintas pero complementarias:ICON, en órbita terrestre baja, vuela directamente a través y justo por encima de las regiones de interés, capturar datos detallados remotos e in situ sobre las fuerzas que dan forma a esta área. ORO, en órbita geoestacionaria sobre el hemisferio occidental, construirá una vista de disco completo de la ionosfera y la atmósfera superior cada media hora, proporcionar mediciones detalladas a gran escala de procesos relacionados, una cadencia que la convierte en la primera misión en poder monitorear el clima real de la atmósfera superior, en lugar de los ciclos más largos de su clima. GOLD también puede enfocarse en una región más estrecha y escanear más rápidamente, para complementar planes de investigación adicionales según sea necesario.

Las misiones podrían compararse con la fotografía con la que estamos familiarizados en la Tierra. GOLD se especializa en paisajes desde su punto de vista 22, 000 millas sobre la superficie del planeta e ICON, a 350 millas sobre la Tierra, captura primeros planos detallados. Durante partes de su órbita, ICON atraviesa el campo de visión de GOLD y cada misión obtendrá una instantánea única de la misma región. Esta superposición en sus datos hace que sea más fácil identificar qué causó un cierto cambio en la atmósfera superior en un momento dado.

Un objetivo compartido de las misiones es medir sistemáticamente los cambios relacionados con el clima en la atmósfera superior. Por primera vez, Podremos ver cómo cambia la atmósfera superior en respuesta a huracanes y tormentas geomagnéticas por igual.

"Solíamos pensar que solo el viento solar podría afectar la ionosfera, y solo la atmósfera inferior se vio afectada por el clima terrestre, "dijo Doug Rowland, Científico de la misión ICON en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. El viento solar es el flujo constante de partículas cargadas y material magnetizado del Sol. "Pero ahora vamos a ver cómo se acopla esa energía".

Varios tipos de fenómenos meteorológicos terrestres son de particular interés. Científicos de la Universidad de California, Berkeley, por ejemplo, han desarrollado un modelo teórico de las repercusiones de El Niño en la ionosfera. Su modelo sugiere que el calentamiento del Océano Pacífico impulsado por El Niño provoca un aumento en el vapor de agua, lo que a su vez aumenta la cantidad de energía solar que absorbe la atmósfera. Ese calor agregado hace que los patrones de viento fluctúen y alteren las condiciones en la ionosfera. También se sospecha que los ciclones tropicales tienen efectos sobre la ionosfera. Se espera que los datos de ICON y GOLD respondan a estas preguntas y revelen aún más mecanismos imprevistos en funcionamiento.

"Hay enormes esfuerzos de modelado científico asociados con estas dos misiones, "dijo Sarah Jones, Científico de la misión GOLD en NASA Goddard. "Ya tenemos modelos llenos de ciencia realmente buena, pero estas nuevas mediciones conducirán a una mejor comprensión de la física de los modelos ".

Además de trabajar juntos para determinar cómo fluyen los diferentes tipos de energía a través de la atmósfera superior, las dos misiones también tienen sus propios objetivos de investigación. La ciencia de GOLD se centra en observar qué impulsa el cambio:el Sol, El campo magnético de la Tierra y la atmósfera inferior, en la atmósfera superior. GOLD está particularmente interesado en cómo reacciona la atmósfera superior a las tormentas geomagnéticas, que son perturbaciones temporales del campo magnético de la Tierra provocadas por la actividad solar. Durante la noche GOLD examina las interrupciones en la ionosfera:densa, burbujas impredecibles de gas cargado que aparecen sobre el ecuador y los trópicos, a veces interfiriendo con las comunicaciones por radio.

Por otra parte, ICON se concentra en cómo se comportan e interactúan los gases cargados y neutros en la atmósfera superior. Varias fuerzas, incluidos los cambios en los vientos neutrales, gradientes de presión y actividad solar:actúan sobre la ionosfera simultáneamente; ICON fue diseñado para estudiar cada uno de ellos individualmente, facilitando a los científicos dilucidar las relaciones de causa y efecto.

ICON y GOLD se unen a una pequeña flota de naves espaciales que estudian un vasto sistema interconectado desde el espacio que rodea la Tierra y otros planetas hasta los límites más lejanos de las corrientes de viento solar que fluyen constantemente del Sol. Una tercera misión en la flota:la Termosfera de 16 años, Ionosfera, Energética y dinámica de la mesosfera, o TEMPORIZADO, complementará específicamente los nuevos esfuerzos para estudiar la atmósfera superior. PROGRAMADO, que se lanzó en 2001, no lleva todos los instrumentos necesarios para analizar el movimiento de las partículas en la atmósfera superior que ICON y GOLD aportan al esfuerzo, pero aún puede proporcionar medidas clave desde un tercer punto de vista para ayudar a los científicos a completar las piezas del rompecabezas. Juntos proporcionarán información clave sobre cómo la atmósfera superior de la Tierra se conecta al dinámico y complejo sistema espacial que llena nuestro sistema solar.