Los cinturones de radiación de Van Allen de la Tierra
Los cinturones de radiación de Van Allen de la Tierra
Fueron descubiertos por instrumentos volados en Explorer 1 en el año 1958 y se convirtió en el primer gran descubrimiento de la era espacial.
Orígen
El cinturón de radiación de Van Allen es una zona de partículas energéticas cargadas, la mayoría de las cuales se originan en el viento solar. Las partículas son capturadas y retenidas alrededor de un planeta por el campo magnético de ese planeta. Rodea a la Tierra y contiene una barrera casi impenetrable que impide que los electrones más rápidos y energéticos lleguen a la Tierra.
El cinturón exterior está formado por miles de millones de partículas de alta energía que se originan en el Sol y quedan atrapadas en el campo magnético de la Tierra, un área conocida como magnetosfera. El cinturón interior resulta de las interacciones de los rayos cósmicos con la atmósfera de la Tierra.
Propiedades
Las propiedades dinámicas de los electrones atrapados en la zona exterior y el límite exterior de la población de protones de la zona interior, junto con las poblaciones fuente, han sido estudiadas. Se utilizaron instrumentos en la nave espacial Van Allen Probes de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, así como otras fuentes de datos. como naves espaciales operativas diseñadas para la navegación y el pronóstico del tiempo terrestre.
La vulnerabilidad de la gran cantidad de naves espaciales ha motivado a la comunidad del cinturón de radiación a desarrollar modelos mejorados esenciales para pronosticar el entorno espacial que habitaremos en el siglo XXI. Solo así se podrá evaluar sus impacto en nuestra sociedad tecnológica.
Suficiente tiempo de estudio
En el 60 aniversario del Explorer 1, la NASA dijo que los estudios de los cinturones de Van Allen son aún más importantes hoy. “Nuestra tecnología actual es cada vez más susceptible a estas partículas aceleradas porque incluso un solo golpe de una partícula puede alterar nuestros instrumentos y dispositivos electrónicos cada vez más pequeños”, dijo David Sibeck, científico de la misión Van Allen Probes en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland, en un comunicado. declaración 2018 . “A medida que avanza la tecnología, en realidad se vuelve aún más urgente comprender y predecir nuestro entorno espacial”.
Hallazgos de la sonda
Parte del interés en los cinturones de Van Allen proviene de dónde están ubicados. Se sabe que los cinturones pueden hincharse cuando el sol se vuelve más activo. Antes de que se lanzaran las sondas, los científicos pensaban que el cinturón interior era relativamente estable, pero cuando se expandió, su influencia se extendió sobre la órbita de la Estación Espacial Internacional y varios satélites. El cinturón exterior fluctuó más a menudo. La ISS ha estado habitada permanentemente desde el año 2000, y los astronautas típicos permanecen allí durante seis meses seguidos. En 2015-16, el astronauta de la NASA Scott Kelly y el cosmonauta ruso Mikhail Kornienko permanecieron allí durante casi un año. A medida que los astronautas permanecen en órbita durante más tiempo, su exposición a la radiación también puede aumentar, lo que genera preocupaciones sobre la habitación a largo plazo de los astronautas en el espacio.
Por eso, los científicos están interesados en estudiar de cerca esta región. En 2012, se lanzó un nuevo conjunto de sondas. Las sondas Van Allen (anteriormente conocidas como sondas Radiation Belt Storm) tienen varios objetivos científicos , incluido el descubrimiento de cómo se aceleran y transportan las partículas (iones y electrones) en los cinturones, cómo se pierden los electrones y cómo cambian los cinturones durante las tormentas geomagnéticas. Se planeó que la misión durara dos años. Pero a partir de mayo de 2018, las sondas todavía estaban operando a más del doble de la vida útil esperada de la misión. Sin embargo, las reservas de combustible se están agotando y es probable que las sondas se retiren en los próximos años.
SAMPEX
Por lo general, los científicos querían comparar las observaciones antes de que otra misión, SAMPEX (Explorador de partículas solares, anómalas y magnetosféricas), saliera de órbita y entrara en la atmósfera terrestre.
“Fue una decisión afortunada”, dijo la NASA en febrero de 2013 , señalando que una tormenta solar ya había provocado que los cinturones de radiación se hincharan tan pronto como se encendió el instrumento. “Entonces sucedió algo que nadie había visto antes. Las partículas se asentaron en una nueva configuración, mostrando un tercer cinturón adicional que se extendía hacia el espacio”, agregó la agencia. “A los pocos días del lanzamiento, las sondas Van Allen mostraron a los científicos algo que requeriría reescribir los libros de texto”.
Riesgos
La radiación, por supuesto, también supone un riesgo para los humanos. Los astronautas están sujetos a límites de radiación de por vida desde su tiempo en el espacio, para reducir cualquier riesgo de cáncer. Sin embargo, dado que solo unas pocas docenas de personas han pasado seis meses o más en el espacio, llevará décadas comprender los efectos a largo plazo de la radiación en los humanos.
Los astronautas de la ISS no suelen pasar tiempo dentro de los cinturones. De vez en cuando las tormentas solares expanden los cinturones hasta la órbita de la estación espacial. En la década de 1960, varias tripulaciones de Apolo atravesaron los cinturones de Van Allen en su camino hacia y desde la luna. Su tiempo en esa región intensiva en radiación, sin embargo, fue muy corto. En parte porque la trayectoria fue diseñada para pasar a través de las partes más delgadas conocidas. Con más estudio, los astronautas pueden estar mejor protegidos para estadías prolongadas en la órbita terrestre.
“Estudiamos los cinturones de radiación porque representan un peligro para las naves espaciales y los astronautas”, dijo David Sibeck, científico de la misión Van Allen Probes en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland, en una declaración de la NASA de agosto de 2016 . “Si supieras qué tan mala podría ser la radiación, construirías una mejor nave espacial para acomodar eso”.
Hallazgos de 2017
Los hallazgos más recientes de las sondas muestran que la radiación en ciertas zonas puede ser menos intensa de lo que pensaban los científicos. En marzo de 2017, las sondas Van Allen descubrieron que hay menos radiación en los cinturones internos de lo que se había teorizado anteriormente , lo que significa que se requiere menos protección para las naves espaciales y los satélites en esa región. Los electrones más energéticos que residen en el cinturón de radiación interno están allí por menos tiempo de lo que los científicos pensaban de antemano.
Al año siguiente, las sondas descubrieron que algunas longitudes de onda de comunicaciones (llamadas comunicaciones de muy baja frecuencia) que emanan de la Tierra son a veces una especie de escudo contra la radiación de partículas de alta energía en el espacio . Esto significa que la actividad humana tiene efectos incluso en el entorno del espacio cercano alrededor de la Tierra.
A partir de 2018, las sondas Van Allen se están quedando sin combustible y se termino su misión alrededor de 2020. Goddard está trabajando en una misión CubeSat (pequeña nave espacial) llamada GTOSat que continuará estudiando los cinturones de Van Allen.
Javier López
