¿Qué son las sondas Van Allen? Todo lo que debes saber

La exploración del espacio exterior ha sido un campo de investigación fascinante y desafiante para la humanidad. Desde los primeros viajes espaciales hasta las misiones más recientes, el estudio de los fenómenos cósmicos ha sido crucial para comprender nuestro lugar en el universo. Uno de los proyectos más destacados en esta búsqueda de conocimiento es el programa de las Sondas de Van Allen, que se centra en investigar los cinturones de radiación que rodean la Tierra. Estas sondas robóticas, lanzadas por la NASA como parte del programa Living With a Star, representan un hito en la exploración del espacio cercano a nuestro planeta.

La misión de las Sondas de Van Allen no solo implica la recopilación de datos sobre los cinturones de radiación, sino también la comprensión de cómo estos fenómenos afectan a la Tierra y a las actividades espaciales. A través de una serie de hitos clave, que incluyen revisiones de diseño y lanzamientos exitosos, estas sondas han allanado el camino para descubrimientos importantes sobre el clima espacial y su impacto en nuestra vida cotidiana. En este sentido, las Sondas de Van Allen representan un paso significativo hacia una comprensión más profunda del entorno espacial que nos rodea.

El inicio de la misión de las sondas de Van Allen y su gestión

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA gestiona el programa Living With a Star, al cual pertenece el proyecto RBSP, junto con el Observatorio de Dinámica Solar (SDO). El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins se encargó de la implementación y gestión de los instrumentos para el RBSP. La misión principal de las Sondas de Van Allen estaba inicialmente programada para durar dos años, aunque se esperaba que el conjunto pudiera funcionar hasta cuatro años. Además, estas naves espaciales trabajaron en estrecha colaboración con el Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses (BARREL), que tiene la capacidad de medir partículas desprendidas de los cinturones que llegan a la atmósfera de la Tierra.

La misión de las Sondas de Van Allen se lanzó el 30 de agosto de 2012 y funcionó durante siete años antes de que ambas naves espaciales se desactivaran en 2019 debido a la falta de combustible. Se espera que se desorbiten durante la década de 2030, terminando así su viaje en la atmósfera terrestre.

Sondas Van Allen / Crédito: G. Reeves/M. Henderson

El vehículo lanzador y los retos previos al despegue

La Alianza Unida de Lanzamiento (ULA) recibió el contrato de la NASA el 16 de marzo de 2009 para lanzar el RBSP utilizando un cohete Atlas V 401. El lanzamiento enfrentó varios retrasos debido a condiciones meteorológicas adversas y precauciones adicionales tomadas para proteger el cohete y los satélites del Huracán Isaac. Finalmente, el despegue se produjo el 30 de agosto de 2012 a las 4:05 a. m. EDT.

Los cinturones de radiación de Van Allen se expanden y contraen con el tiempo como parte de un sistema meteorológico espacial mucho más amplio, impulsado por la energía y el material que emanan de la superficie del Sol y llenan el Sistema Solar. El clima espacial puede provocar las auroras que iluminan el cielo nocturno, pero también puede perturbar los satélites, causar fallos en la red eléctrica e interrumpir las comunicaciones por GPS. Las Sondas de Van Allen se construyeron con el propósito de ayudar a los científicos a comprender mejor esta región y diseñar naves espaciales que puedan sobrevivir a los rigores del espacio exterior.

Satélite en el Universo

Objetivos científicos de la misión de las sondas de Van Allen

En mayo de 2016, el equipo de investigación publicó hallazgos iniciales indicando que la corriente de anillo que rodea la Tierra se comporta de manera diferente a lo que se entendía anteriormente. Esta corriente de anillo, que se encuentra a aproximadamente 10,000 a 60,000 kilómetros de la Tierra, muestra variaciones en la corriente eléctrica que representan la dinámica de solo los protones de baja energía. Los datos indicaron la existencia de una corriente de anillo sustancial y persistente alrededor de la Tierra, incluso en épocas sin tormentas, transportada por protones de alta energía. Durante las tormentas geomagnéticas, el aumento de la corriente del anillo se debe a la entrada de nuevos protones de baja energía en la región cercana a la Tierra. Los objetivos científicos generales de la misión de las Sondas de Van Allen incluyeron:

  • Descubrir los procesos que, ya sea por separado o en combinación, aceleran y transportan las partículas en el cinturón de radiación, y bajo qué condiciones lo hacen.
  • Entender y cuantificar la pérdida de electrones de los cinturones de radiación.
  • Determinar el equilibrio entre los procesos que provocan la aceleración de electrones y los que causan pérdidas.
  • Comprender cómo los cinturones de radiación cambian en el contexto de tormentas geomagnéticas.
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Sondas Van Allen

Resultados científicos relevantes

En febrero de 2013, se descubrió un tercer cinturón de radiación temporal de Van Allen utilizando los datos recopilados por las Sondas de Van Allen. Este tercer cinturón duró unas pocas semanas, lo que fue un hallazgo significativo que desafiaba las concepciones previas sobre los cinturones de radiación.

Las Sondas de Van Allen consisten en dos naves espaciales estabilizadas por rotación, lanzadas con un solo cohete Atlas V. A diferencia de otros satélites que pueden desconectarse o protegerse durante intensas condiciones climáticas espaciales, estas sondas debían seguir recopilando datos en medio de este intenso clima espacial. Por lo tanto, fueron construidas para resistir el constante bombardeo de partículas y radiación que experimentarían en esta zona intensa del espacio.

Estudio de los Cinturones de Radiación

Las Sondas de Van Allen actúan como detectives espaciales, ayudando a estudiar las interacciones de partículas complejas en los cinturones de Van Allen. Estas sondas gemelas orbitan una detrás de la otra, investigando pistas de una manera que una sola nave espacial nunca podría. En un caso notable, una de las sondas capturó un evento causado por las consecuencias de una tormenta geomagnética, detectando un repentino aumento de partículas que se acercaban desde el otro lado del planeta. Este descubrimiento mejoró la comprensión de los astrónomos sobre cómo las partículas viajan en el espacio cercano a la Tierra.

En un día típico, el primer instrumento de las sondas no observaba nada inusual, pero el segundo, una hora después, detectaba un aumento en las partículas de oxígeno aceleradas alrededor de la Tierra. Los científicos rastrearon estas pistas para averiguar el origen y la aceleración de estas partículas. Con la ayuda de modelos informáticos, dedujeron que las partículas se originaron en el lado nocturno de la Tierra antes de ser activadas y aceleradas a través de interacciones con el campo magnético terrestre. A medida que las partículas viajaban alrededor de la Tierra, las más ligeras de hidrógeno se perdían en colisiones con la atmósfera, dejando un plasma rico en oxígeno. Estos hallazgos se presentaron en un artículo reciente en Geophysical Review Letters.

Un Legado Duradero

Las Sondas de Van Allen han proporcionado observaciones únicas que ayudan a desenredar el complejo funcionamiento del entorno magnético de la Tierra. La información obtenida ha proporcionado un primer vistazo a las duras condiciones desde el interior de los cinturones, ayudando a proteger mejor a los satélites y astronautas que viajan a través de la región.

El legado de las Sondas de Van Allen perdurará en la historia de la exploración espacial. Desde su lanzamiento en 2012 hasta su desactivación en 2019, estas sondas han proporcionado una ventana única al cosmos, revelando secretos cósmicos y avanzando en nuestro conocimiento del universo. Su contribución a la ciencia espacial inspira a futuras generaciones a seguir explorando los confines del universo, mientras sus datos continúan siendo una fuente invaluable para los científicos y ingenieros que buscan mejorar la seguridad y eficiencia de las misiones espaciales.

Las Sondas Van Allen no solo han ampliado nuestra comprensión del entorno espacial cercano a la Tierra, sino que también han sentado las bases para futuros avances tecnológicos y científicos. Estas naves robóticas representan un hito significativo en la historia de la exploración espacial, demostrando cómo la perseverancia y la innovación pueden llevar a descubrimientos que transforman nuestro entendimiento del cosmos.

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