Desarrollo de un nuevo sistema de alerta meteorológica espacial
El espacio también tiene su meteorología, y puede tener enormes repercusiones, tanto en la Tierra como para nuestros equipos y personal en órbita. Por ejemplo, las tormentas geomagnéticas están causadas por partículas y radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol que llegan al planeta. Ello perturba la magnetosfera terrestre y puede hacer que se depositen cargas eléctricas en los componentes de los satélites, provocando minidescargas que pueden destruir los componentes electrónicos. Las partículas energéticas también pueden ser perjudiciales para los astronautas, interrumpir las comunicaciones por radio e inducir corrientes que pueden dañar las redes eléctricas. En el proyecto PAGER, financiado con fondos europeos, un equipo de destacados expertos del mundo académico y la industria creó un nuevo sistema capaz de ofrecer una predicción de uno a dos días ante las tormentas geomagnéticas. El sistema permitirá a los operadores de satélites europeos calibrar las posibles amenazas y actuar en consecuencia. «Unas predicciones fiables pueden ayudar a los operadores a poner el “hardware” en modo seguro, evitar el lanzamiento de satélites durante condiciones de perturbación, evitar el mantenimiento o las actualizaciones y emitir alertas. Además, pueden ayudar a comprender mejor las razones de las anomalías espaciales», explica Yuri Shprits, profesor de Física Espacial y Meteorología Espacial en la Universidad de Potsdam y el GFZ-Potsdam, y coordinador del proyecto PAGER.
Entornos de corriente anular y cinturón van-Allen
Entre otras cosas, el nuevo sistema predice el estado de los entornos de corriente anular y cinturón van-Allen de la Tierra, dos poblaciones de partículas energéticas atrapadas por el campo magnético terrestre. Cuando una tormenta geomagnética azota la Tierra, la corriente anular y las partículas del cinturón van-Allen se energizan y pueden dañar incluso los satélites están bien protegidos. «Predecir con precisión el estado de la corriente anular y los entornos del cinturón van-Allen nos permite estimar los riesgos asociados a este duro entorno», afirma Shprits.
Previsión del riesgo de carga de los satélites
Las partes interesadas del Gobierno y la industria necesitan predicciones con suficiente antelación para poder responder. Para ello, el sistema PAGER modela el entorno espacial, a partir de las imágenes del Sol, para permitir predecir con uno o dos días de antelación el viento solar: la corriente de partículas cargadas procedentes del Sol. A continuación, estas predicciones se combinan con otros datos conocidos como «códigos» sobre el entorno espacial y la carga de los satélites, incluidas la corriente anular y el cinturón van-Allen. «Fue un gran esfuerzo reunir estos códigos y acoplarlos para que pudieran funcionar juntos», añade Shprits. El resultado final fue un plazo de hasta cuatro días para las predicciones del cinturón van-Allen, y de hasta dos días para la carga de la superficie del satélite. Para garantizar que las predicciones tengan altos niveles de confianza, el equipo adaptó los códigos para permitir predicciones separadas con distintos niveles de confianza: juntando el escenario más probable y el peor escenario posible. Un sencillo sistema de semáforos permite a los usuarios comprender de forma clara y fácil el riesgo de carga de los satélites. El sistema también proporciona una previsión del viento solar, con alertas en tiempo real de las eyecciones de masa coronal, otra forma de meteorología espacial que puede tener amplias repercusiones en los sistemas eléctricos de la Tierra.
Un esfuerzo de colaboración
Shprits afirma que era crucial contar con un equipo de destacados expertos del mundo académico y de la industria que pudieran modelizar fenómenos de distintos campos de investigación, como la generación y propagación del viento solar, su influencia en la corriente anular y los cinturones van-Allen, y la carga de los satélites. «Actualmente proporcionamos el código del cinturón van-Allen y las predicciones de la plasmasfera al NASA Community Coordinated Modeling Center. En el futuro, queremos transferir nuestro “software” a la ESA », señala Shprits. Se puede acceder al sistema en el sitio web del proyecto PAGER.
Palabras clave
PAGER, espacio, meteorología, tormentas geomagnéticas, satélite, carga, cinturones van-Allen, electromagnético, infraestructura