La NASA lanzará tres cohetes sondeo durante el eclipse solar total del 8 de abril de 2024, para estudiar cómo se ve afectada la atmósfera superior de la Tierra cuando la luz solar se atenúa momentáneamente sobre una parte del planeta.
Los cohetes de sondeo de Perturbaciones Atmosféricas alrededor de la Ruta del Eclipse (APEP) se lanzarán desde las instalaciones de vuelo Wallops de la NASA en Virginia para estudiar las perturbaciones en el ionosfera Se crea cuando la Luna eclipsa al Sol. El Se habían lanzado previamente cohetes sonda. y recuperado con éxito de White Sands Test Facility en Nuevo México, durante el Eclipse solar anular de octubre de 2023. Han sido renovados con nueva instrumentación y se relanzarán en abril de 2024. La misión está dirigida por Aroh Barjatya, profesor de ingeniería física en la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle de Florida, donde dirige el Laboratorio de Instrumentación Espacial y Atmosférica.
Los cohetes sondeos se lanzarán en tres momentos diferentes: 45 minutos antes, durante y 45 minutos después del eclipse local máximo. Estos intervalos son importantes para recopilar datos sobre cómo la repentina desaparición del Sol afecta a la ionosfera, creando perturbaciones que tienen el potencial de interferir con nuestras comunicaciones.
La ionosfera es una región de la atmósfera terrestre que se encuentra entre 55 y 310 millas (90 a 500 kilómetros) sobre el suelo. «Es una región electrificada que refleja y refracta señales de radio y también afecta las comunicaciones por satélite a medida que pasan las señales», dijo Barjatya. «Comprender la ionosfera y desarrollar modelos que nos ayuden a predecir perturbaciones es crucial para garantizar que nuestro mundo, cada vez más dependiente de las comunicaciones, funcione sin problemas».
La ionosfera forma el límite entre la atmósfera inferior de la Tierra (donde vivimos y respiramos) y el vacío del espacio. Está formado por un mar de partículas que se ionizan o cargan eléctricamente a partir de la energía del Sol o la radiación solar. Cuando cae la noche, la ionosfera se adelgaza a medida que las partículas previamente ionizadas se relajan y se recombinan nuevamente en partículas neutras. Sin embargo, el clima terrestre y espacial de la Tierra puede impactar en estas partículas, convirtiéndola en una región dinámica y difícil de saber cómo será la ionosfera en un momento dado.
A menudo es difícil estudiar los cambios a corto plazo en la ionosfera durante un eclipse con satélites porque es posible que no estén en el lugar o en el momento correcto para cruzar la trayectoria del eclipse. Dado que se conocen la fecha y la hora exactas del eclipse solar total, la NASA puede lanzar cohetes de sondeo dirigidos a estudiar los efectos del eclipse en el momento adecuado y en todas las altitudes de la ionosfera.
A medida que la sombra del eclipse recorre la atmósfera, crea una puesta de sol rápida y localizada que desencadena ondas atmosféricas a gran escala y perturbaciones o perturbaciones a pequeña escala. Estas perturbaciones afectan a diferentes frecuencias de comunicación por radio. La recopilación de datos sobre estas perturbaciones ayudará a los científicos a validar y mejorar los modelos actuales que ayudan a predecir posibles perturbaciones en nuestras comunicaciones, especialmente en las comunicaciones de alta frecuencia.
Se espera que los cohetes APEP alcancen una altitud máxima de 420 kilómetros (260 millas). Cada cohete medirá la densidad de partículas cargadas y neutras y los campos eléctricos y magnéticos circundantes. «Cada cohete expulsará cuatro instrumentos secundarios del tamaño de una botella de refresco de dos litros que también miden los mismos puntos de datos, por lo que es similar a los resultados de quince cohetes, aunque sólo se lanzan tres», explicó Barjatya. Embry-Riddle construyó tres instrumentos secundarios en cada cohete, y el cuarto se construyó en Dartmouth College en New Hampshire.
Además de los cohetes, varios equipos en todo Estados Unidos también tomarán medidas de la ionosfera por diversos medios. Un equipo de estudiantes de Embry-Riddle desplegará una serie de globos de gran altitud. Los coinvestigadores del Observatorio Haystack del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Massachusetts y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en Nuevo México operarán una variedad de radares terrestres para tomar medidas. Utilizando estos datos, un equipo de científicos de Embry-Riddle y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins están perfeccionando los modelos existentes. Juntas, estas diversas investigaciones ayudarán a proporcionar las piezas del rompecabezas necesarias para tener una visión más amplia de la dinámica ionosférica.
Cuando los cohetes sonda APEP se lanzaron durante el eclipse solar anular de 2023, los científicos observaron una fuerte reducción en la densidad de las partículas cargadas a medida que la sombra del eclipse anular pasaba sobre la atmósfera. «Vimos perturbaciones capaces de afectar las comunicaciones por radio en el segundo y tercer cohete, pero no durante el primer cohete, que fue antes del pico del eclipse local», dijo Barjatya. «Estamos muy emocionados de relanzarlos durante el eclipse total, para ver si las perturbaciones comienzan a la misma altitud y si su magnitud y escala siguen siendo las mismas».
El próximo eclipse solar total sobre los Estados Unidos contiguos no será hasta 2044, por lo que estos experimentos son una oportunidad única para que los científicos recopilen datos cruciales.
By Desiree Apodaca
El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.
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