Docenas de estudiantes de CU Boulder diseñaron y construyeron el satélite CSSWE CubeSat, que se utilizó para estudiar partículas energéticas en los cinturones de radiación de Van Allen. Crédito:Universidad de Colorado
Un misterio de 60 años sobre la fuente de algunas partículas energéticas y potencialmente dañinas en los cinturones de radiación de la Tierra ahora se resuelve utilizando datos de un satélite del tamaño de una caja de zapatos construido y operado por estudiantes de la Universidad de Colorado en Boulder.
Los resultados del nuevo estudio indican que los electrones energéticos en el cinturón de radiación interno de la Tierra, principalmente cerca de su borde interno, son creados por rayos cósmicos nacidos de explosiones de supernovas. dijo el autor principal del estudio, Profesor Xinlin Li del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de CU Boulder (LASP). Los cinturones de radiación de la Tierra, conocido como los cinturones de Van Allen, son capas de partículas energéticas mantenidas en su lugar por el campo magnético de la Tierra.
El equipo demostró que durante un proceso llamado "desintegración de neutrones del albedo de rayos cósmicos" (CRAND), los rayos cósmicos que entran en la atmósfera de la Tierra chocan con átomos neutros, creando una "salpicadura" que produce partículas cargadas, incluyendo electrones, que quedan atrapados por los campos magnéticos de la Tierra. Los hallazgos tienen implicaciones para comprender y pronosticar mejor la llegada de electrones energéticos al espacio cercano a la Tierra. que pueden dañar los satélites y amenazar la salud de los astronautas que caminan por el espacio, dijo Li.
"Estamos informando de la primera detección directa de estos electrones energéticos cerca del borde interior del cinturón de radiación de la Tierra, "dijo Li, también es profesor en el departamento de ciencias de ingeniería aeroespacial de CU-Boulder. "Finalmente hemos resuelto un misterio de seis décadas". Se publicó un artículo sobre el tema en la edición del 13 de diciembre de Naturaleza . El estudio fue financiado principalmente por la National Science Foundation.
Los investigadores prueban el CubeSat, que se comunica con una estación terrestre a unas cuatro millas de distancia. Crédito:Universidad de Colorado Boulder
Poco después del descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen en 1958, Tanto los científicos estadounidenses como los rusos concluyeron que CRAND era probablemente la fuente de protones de alta energía atrapados en el campo magnético de la Tierra. Pero a lo largo de las décadas intermedias, nadie detectó con éxito los electrones correspondientes que deberían producirse durante la desintegración de neutrones.
La misión CubeSat, llamado Experimento del clima espacial para estudiantes de Colorado (CSSWE), alberga un pequeño, Telescopio de partículas energéticas para medir el flujo de protones energéticos solares y los electrones del cinturón de radiación de la Tierra. Lanzado en 2012, CSSWE ha involucrado a más de 65 estudiantes de CU Boulder y fue operado durante más de dos años desde una estación terrestre que construyeron en el techo de un edificio LASP en el campus.
El CubeSat justo antes de que lo llevaran a las instalaciones de lanzamiento. Crédito:Universidad de Colorado Boulder
El instrumento en CSSWE, llamado el relativista, El pequeño experimento integrado del telescopio de electrones y protones (REPTile) es una versión más pequeña de REPT, instrumentos gemelos desarrollados por un equipo de CU Boulder dirigido por el director de LASP y coautor del artículo de Nature, Daniel Baker, que se lanzaron en la misión Van Allen Probes de la NASA en 2012.
"Este es un resultado realmente hermoso y una gran información derivada de un satélite estudiantil notablemente económico, ilustrando que las cosas buenas pueden venir en paquetes pequeños, ", dijo Baker." Es un descubrimiento importante que ha estado ahí todo el tiempo, una demostración de que Yogi Berra tenía razón cuando comentó 'Puedes observar mucho con solo mirar' ".
Montaje de la única carga útil científica a bordo; envió datos de alta calidad, informe de los investigadores. Crédito:Universidad de Colorado Boulder
"Estos resultados revelan, por primera vez, cómo se crean las partículas cargadas de energía en el entorno espacial cercano a la Tierra, "dijo Irfan Azeem, director de programa en la División de Ciencias Atmosféricas y Geoespaciales de la NSF.
"Los hallazgos mejorarán significativamente nuestra comprensión del entorno Tierra-espacio, "Es emocionante ver CubeSats financiados por NSF construidos por estudiantes de pregrado y posgrado en el centro de un descubrimiento científico significativo", dijo Azeem.
