La receta de los electrones de alta energía
Los electrones acelerados de los cinturones de radiación de Van Allen pueden ser dañinos para los satélites que orbitan la Tierra. Son electrones que poseen suficiente energía como para atravesar el recubrimiento exterior y penetrar los sistemas electrónicos del interior de los satélites. Si se acumulan, pueden provocar descargas y averiar dichos sistemas. El proyecto financiado con fondos europeos MAARBLE (Monitoring, analyzing and assessing radiation belt loss and energization) pretendía dirimir el origen de la aceleración de los electrones y también las pérdidas observadas durante los periodos de actividad geomagnética. Los socios de MAARBLE aprovecharon los abundantes datos acumulados en distintas misiones europeas, y también las mediciones realizadas por instalaciones espaciales estadounidenses, sobre los electrones de alta energía atrapados en la magnetosfera terrestre. Los datos sobre los campos magnéticos recabados mediante magnetómetros situados en tierra ayudaron a definir las clases de ondas que excitan a los electrones. El equipo de MAARBLE examinó dos mecanismos por los que los electrones podrían resultar acelerados hasta alcanzar niveles de energía dañinos. Un mecanismo consiste en ondas de frecuencia ultra baja (ULF), con frecuencias de hasta un hercio, y el otro consiste en ondas de frecuencia muy baja (VLF), con frecuencias de hasta varios cientos de kilohercios. El análisis de los datos se prolongó un largo tiempo, pero los resultados recabados merecieron la pena. Se compiló una base de datos que reúne las propiedades de las ondas ULF y VLF y se puso a disposición de la comunidad científica a través del Cluster Science Archive de la Agencia Espacial Europea (ESA). Los científicos se valieron de la base de datos para elaborar modelos estadísticos de la actividad de las ondas para distintos niveles de actividad geomagnética. Para descifrar la relación causal entre las ondas y las dinámicas de los cinturones de radiación, se insertaron mediciones de los electrones de alta energía en herramientas de interpretación de datos. La interpretación de datos consiste en combinar mediciones in situ con modelos para proporcionar el cálculo más preciso posible del estado actual de un sistema complejo y emitir un pronóstico de las condiciones futuras. El «estado interpretado» resultante está más próximo a los datos o a la información arrojada por el modelo en función de la incertidumbre existente. Los científicos de MAARBLE integraron los datos procedentes de múltiples satélites en sus simulaciones numéricas y consiguieron sortear las limitaciones fundamentales de los modelos de física subyacentes. Se espera que los hallazgos de este proyecto permitan perfeccionar los modelos que describen el entorno radiactivo en el que operan los satélites. A su vez, contar con una comprensión mejor de los factores que favorecen la aparición de electrones de alta energía servirá para pronosticar con mayor acierto la incidencia de daños a satélites a causa de partículas.
Palabras clave
Electrones de alta energía, ondas electromagnéticas, cinturones de radiación de Van Allen, actividad geomagnética, herramientas de interpretación de datos
