Cada segundo, 1,5 millones de toneladas de material solar salen disparadas del Sol y salen al espacio, viajando a cientos de millas por segundo. Conocido como el viento solar, esta incesante corriente de plasma, o gas electrificado, ha arrojado a la Tierra durante más de 4 mil millones de años. Gracias al campo magnético de nuestro planeta, en su mayoría se desvía. Pero dirígete lo suficientemente al norte y encontrarás la excepción.

"La mayor parte de la Tierra está protegida del viento solar, "dijo Mark Conde, físico espacial como la Universidad de Alaska, Fairbanks. "Pero cerca de los polos, en el sector del mediodía, nuestro campo magnético se convierte en un embudo donde el viento solar puede llegar hasta la atmósfera ".

Estos embudos, conocidas como las cúspides polares, puede causar algunos problemas. La afluencia de viento solar perturba la atmósfera, interrumpir satélites y señales de radio y GPS. A partir del 25 de noviembre 2019, tres nuevas misiones apoyadas por la NASA se lanzarán en la cúspide polar norte, con el objetivo de mejorar la tecnología afectada por ella.

Satélites temblorosos

Las tres misiones son parte de la Iniciativa Gran Desafío:Cúspide, una serie de nueve misiones de cohetes que exploran la cúspide polar. Los cohetes sonoros son un tipo de vehículo espacial que realiza vuelos de 15 minutos al espacio antes de volver a la Tierra. De pie hasta 65 pies de altura y volando entre 20 y 800 millas de altura, Los cohetes sonoros se pueden apuntar y disparar a objetivos en movimiento con solo unos minutos de anticipación. Esta flexibilidad y precisión los hacen ideales para capturar los fenómenos extraños dentro de la cúspide.

Dos de las tres próximas misiones estudiarán la misma anomalía:un parche de atmósfera dentro de la cúspide notablemente más denso que su entorno. Fue descubierto en 2004, cuando los científicos notaron que parte de la atmósfera dentro de la cúspide era aproximadamente 1,5 veces más pesada de lo esperado.

"Un poco de masa extra a 200 millas de altura puede parecer que no es gran cosa, "dijo Conde, el investigador principal del Experimento 2 de la región de la cúspide, o CREX-2, misión. "Pero el cambio de presión asociado con este aumento de la densidad de masa, si ocurrió a nivel del suelo, causaría un huracán continuo más fuerte que cualquier cosa vista en los registros meteorológicos ".

Esta masa adicional crea problemas para las naves espaciales que la atraviesan, como los muchos satélites que siguen una órbita polar. Pasar a través del denso parche puede alterar sus trayectorias, haciendo que los encuentros cercanos con otras naves espaciales o desechos orbitales sean más riesgosos de lo que serían de otra manera.

"Un pequeño cambio de unos cientos de metros puede marcar la diferencia entre tener que hacer una maniobra evasiva, o no, "Dijo Conde.

Investigación de calentamiento tanto de CREX-2 como de cúspide, o misión CHI, dirigido por Miguel Larsen de la Universidad de Clemson en Carolina del Sur, estudiará esta zona densa de la atmósfera para predecir mejor sus efectos en los satélites que la atraviesan. "Cada misión tiene sus propias fortalezas, pero idealmente se lanzarán juntos, "Dijo Larsen.

Comunicación corrupta

No son solo las naves espaciales las que se comportan de manera impredecible cerca de la cúspide, también lo hacen las señales de comunicaciones y GPS que transmiten. El culpable, en muchos casos, es la turbulencia atmosférica.

"La turbulencia es una de las cuestiones pendientes más difíciles de la física clásica, "dijo Jøran Moen, físico espacial de la Universidad de Oslo. "No sabemos realmente qué es porque aún no tenemos mediciones directas".

Moen, quién dirige la misión Investigación de irregularidades en las cúspides-5 o ICI-5, compara la turbulencia con los remolinos que se forman cuando los ríos corren alrededor de las rocas. Cuando la atmósfera se vuelve turbulenta, Las señales de GPS y de comunicación que lo atraviesan pueden distorsionarse, enviar señales poco fiables a los aviones y barcos que dependen de ellos.

Moen espera realizar las primeras mediciones para distinguir la verdadera turbulencia de las ondas eléctricas que también pueden interrumpir las señales de comunicación. Aunque ambos procesos tienen efectos similares en el GPS, Averiguar qué fenómeno impulsa estas perturbaciones es fundamental para predecirlas.

"La motivación es aumentar la integridad de las señales GPS, ", Dijo Moen." Pero necesitamos conocer al conductor para pronosticar cuándo y dónde ocurrirán estas perturbaciones ".

Esperando el clima

El extremo norte proporciona un lugar prístino para examinar la física mucho más difícil de estudiar en otros lugares. La pequeña ciudad ártica de Svalbard, el archipiélago noruego desde el que se lanzarán los cohetes ICI-5 y CHI, tiene una población pequeña y restricciones estrictas sobre el uso de radio o Wi-Fi, creando un entorno de laboratorio ideal para la ciencia.

"La turbulencia se produce en muchos lugares, pero es mejor ir a este laboratorio que no está contaminado por otros procesos, "Moen dijo." El 'laboratorio de la cúspide', eso es Svalbard ".

Idealmente, el cohete CHI se lanzaría desde Svalbard casi al mismo tiempo que el CREX-2 se lanza desde Andenes, Noruega. El cohete ICI-5, en un segundo lanzador en Svalbard, volaría poco después. Pero el momento puede ser complicado:Andenes está a 650 millas al sur de Svalbard, y puede experimentar un clima diferente. "No es un requisito, pero lanzar juntos sin duda multiplicaría los rendimientos científicos de las misiones, "Dijo Conde.

Manteniendo un ojo constante en el clima, esperando el momento adecuado para lanzar, es una parte clave del lanzamiento de cohetes, incluso parte del sorteo.

"Realmente es algo que lo consume todo, "Dijo Conde." Todo lo que haces cuando estás ahí fuera es observar las condiciones, hablar sobre el cohete y decidir lo que harías ".