Los fenómenos explosivos que tienen lugar en el Sol producen la emisión intensa de partículas de alta energía y radiación electromagnética que afectan a la Tierra y a su campo magnético, la magnetosfera y nuestro escudo protector contra estas partículas. El proyecto europeo Spacecast, que el pasado 1 de marzo entró en fase operativa, proporcionará datos regulares y fiables, a través de la web, de las previsiones del tiempo espacial, y trabajará en el desarrollo de modelos solares y heliosféricos más precisos para predecirlo.
El tiempo espacial es el conjunto de condiciones del medio interplanetario, entre el Sol y la Tierra, en un momento determinado, y da cuenta de las alteraciones debidas a la actividad solar. Según Blai Sanahuja, catedrático de la Universidad de Barcelona que participa en el proyecto Spacecast, "la importancia de estos fenómenos no ha cambiado tanto por el Sol, que sigue su ciclo habitual, sino por nuestra dependencia de estos cambios, que cada vez tienen un mayor impacto en nuestra tecnología".
Este proyecto europeo, liderado por investigadores del Centro Antártico Británico (BAS), ha empezado a ofrecer previsiones, con un margen de entre una y tres horas, que proporcionan a los operadores de satélite el índice de riesgo de tormentas solares y geomagnéticas. Estos avisos permiten actuar para evitar interrupciones y un mal funcionamiento de los satélites, para que, desconectando sistemas no esenciales, redireccionando señales o reorganizando maniobras de órbita, los satélites puedan seguir operando durante estas tormentas.
Las previsiones actuales quedan restringidas a los cinturones de radiación de Van Allen, la región de la magnetosfera más cercana a la Tierra, donde orbitan la mayor parte de los satélites. Estos cinturones son zonas estables con una densidad elevada de protones o electrones, atrapados y reflejados por el campo magnético terrestre, que forman dos anillos alrededor de nuestro planeta.
Nuevos modelos predictivos
En los próximos dos años Spacecast trabajará en el conocimiento de la física de estos fenómenos con el fin de mejorar las previsiones del tiempo espacial. El estudio se hará extensivo a los electrones de más baja energía y también se trabajará para modelizar los choques acolisionales, eventos de partículas energéticas que se generan por perturbaciones interplanetarias. Estos fenómenos están conducidos por eyecciones de masa coronal que se propagan desde el Sol hasta la Tierra, a distancias de más de 150 millones de kilómetros.
La modelización de los flujos de partículas por el espacio interplanetario constituye la principal línea de investigación de Blai Sanahuja y Àngels Aran, investigadores que además de participar en el proyecto Spacecast también colaboran en otras iniciativas europeas y en la Agencia Espacial Europea, junto con Neus Àgueda, investigadora de la UB. Los tres son miembros del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB, centro adscrito al Barcelona Knowledge Campus.
El estudio de los flujos de partículas energéticas de origen solar fuera de la magnetosfera es especialmente importante para las misiones espaciales. «De hecho, el desconocimiento que tenemos de ellos (cómo se generan, qué intensidades pueden alcanzar, etc.) es uno de los grandes riesgos de las misiones espaciales, y más si son tripuladas. Se puede decir que la meteorología espacial está en sus inicios y que la predicción del tiempo espacial tiene mucho camino por recorrer», apunta Sanahuja.
Las principales dificultades de esta disciplina son, por una parte, la falta de datos (hay muy pocas sondas interplanetarias y satélites, y se trata de fenómenos de millones de kilómetros de extensión), y por la otra, el hecho de que no se trabaje con gases eléctricamente neutros, como es el caso de la atmósfera terrestre, sino con plasmas, gases totalmente ionizados en un entorno magnetizado muy variable. La física de los procesos involucrados es muy compleja y no se conoce suficientemente bien. Como resultado, los modelos existentes aún son poco precisos.
Efectos de la actividad solar
El Sol tiene un ciclo casi regular de actividad que dura aproximadamente once años. El número de tormentas magnéticas de origen solar varía desde una quincena en el mínimo del ciclo solar, hasta unas sesenta alrededor de su máximo. Se prevé que el próximo máximo del ciclo actual tenga lugar entre 2013 y 2015.
Actualmente ya se han producido pérdidas millonarias causadas por fuertes tormentas magnéticas que han dañado los satélites. Entre los meses de octubre y noviembre de 2003, las tormentas magnéticas afectaron a 47 satélites. Los daños, incluida la pérdida total de satélites científicos, se han valorado en 640 millones de dólares. La tormenta magnética más fuerte registrada hasta ahora es la denominada tormenta de Carrington, que tuvo lugar en 1859, una época anterior a la llegada de los satélites de comunicación, Internet y los sistemas de posicionamiento global (GPS, Galileo, Glonass). Se estima que si esa tormenta tuviera lugar ahora, las pérdidas serían de hasta 30.000 millones de dólares.
El nuevo sistema de previsión de Spacecast, que se actualiza cada hora, ayudará a proteger los satélites utilizados para la navegación, las telecomunicaciones, la teledetección y otros servicios. Este proyecto forma parte del VII Programa marco de la UE y está financiado con 2,5 millones de euros. Participan en él investigadores del BAS (Reino Unido), la Universidad de Barcelona, la Universidad de Helsinki (Finlandia) y la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), las tres de la red LERU, así como el Instituto Meteorológico Finlandés, el Laboratorio Francés Aeroespacial y la empresa DH Consultancy (Bélgica).
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