La NASA enviará cohetes para estudiar el efecto del eclipse en la ionosfera

La fiebre del eclipse no es sólo para aquellos que esperan vistas espectaculares la próxima semana. La NASA lanzará tres cohetes sonda para ver cómo el bloqueo temporal de la luz solar afecta a la atmósfera superior como parte de APEP (Perturbaciones atmosféricas alrededor de la trayectoria del eclipse, pero también el nombre del enemigo del dios sol egipcio).

A partir de 90 kilómetros (55 millas) de altura, la ionosfera está muy por encima de las nubes más altas, por lo que suele estar expuesta a la luz solar durante todo el día. Los eclipses son la única excepción y brindan la oportunidad de estudiarlos de una manera que el crepúsculo no lo hace. La mayoría de los eclipses carecen de sitios de lanzamiento adecuados, al menos en su trayectoria de totalidad, pero el eclipse del 8 de abril pasa convenientemente cerca de algunos de los principales sitios estadounidenses.

El equipo APEP, dirigido por el profesor Aroh Barjatya de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle en Florida, colocó nuevos instrumentos en tres cohetes sonoros que lanzaron desde las instalaciones de pruebas de White Sands en Nuevo México durante el eclipse anular de 2023. Estos explorarán la ionosfera a una altura de 420 kilómetros (260 millas) durante el pico del eclipse, así como 45 minutos antes y después.

La ionosfera 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 en un comunicado. «Comprender la ionosfera y desarrollar modelos que nos ayuden a predecir las perturbaciones es crucial para asegurarnos de que nuestra Un mundo cada vez más dependiente de la comunicación funciona sin problemas”.

La ionosfera durante un ciclo ordinario día/noche. El rojo y el amarillo representan partículas ionizadas de alta densidad, vistas durante el día. Los puntos morados representan partículas neutras y relajadas durante la noche.

Crédito de la imagen: NASA/Krystofer Kim

La luz del sol, por supuesto, afecta a todas las partes de la atmósfera, pero la ionosfera es una creación de esa luz. Los fotones de alta energía separan los átomos en electrones e iones cargados positivamente. Por la noche se recombinan, por lo que la ionosfera disminuye. Las condiciones climáticas más bajas en la atmósfera también influyen, creando un panorama más complicado.

Los satélites han revelado un impacto aún mayor de los eclipses, pero aquellos equipados adecuadamente con instrumentos rara vez están en el lugar correcto y en el momento adecuado para las observaciones. Los cohetes, por otro lado, pueden cronometrarse según lo deseen los científicos. El camino de la totalidad pasa al oeste del sitio de lanzamiento de Wallops Island, Virginia. Sin embargo, el equipo de APEP considera que está lo suficientemente cerca como para obtener los datos que necesitan.

Las ondas creadas por partículas ionizadas durante el eclipse solar total de 2017

Las ondas creadas por partículas ionizadas durante el eclipse solar total de 2017

Crédito de la imagen: Observatorio Haystack del MIT/Shun-rong Zhang

Las observaciones de eventos anteriores revelan ondas atmosféricas que afectan todo el recorrido del eclipse, así como perturbaciones más localizadas conocidas como perturbaciones, que pueden interferir con las señales de radio. Los cambios se pueden ver en variaciones tanto de temperatura como de densidad del plasma.

Los cohetes compararán la densidad de partículas cargadas y neutras en los tres puntos durante el eclipse. «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», dijo Barjatya. El trabajo contará con el apoyo adicional del uso de globos de gran altitud, radares terrestres y algunas observaciones satelitales.

El lanzamiento de los cohetes durante el eclipse anular de 2023 se muestra arriba. En esa ocasión, en la conferencia de la Unión Geofísica Americana se informó de una fuerte caída en la densidad del plasma.

«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».