Un misterio de 60 años sobre la fuente de partículas energéticas y potencialmente dañinas en los cinturones de radiación de la Tierra se ha resuelto utilizando datos de un satélite del tamaño de una caja de zapatos construido y operado por estudiantes. El satélite se llama CubeSat.
Imagine un satélite completamente instrumentado del tamaño de un cartón de leche de medio galón. Luego imagine que el cartón de leche gira en el espacio, captando vislumbres nunca antes vistos de procesos atmosféricos y geoespaciales.
CubeSats, llamado así por las dimensiones en cubos de aproximadamente 4 pulgadas de sus elementos básicos de construcción, se apilan con dispositivos electrónicos similares a teléfonos inteligentes e instrumentos científicos pequeños.
Construidos principalmente por estudiantes y enganchando a los vehículos de lanzamiento de la NASA y el Departamento de Defensa de EE. UU., Los satélites pequeños y de bajo costo han estado haciendo historia.
Ahora, los resultados de un nuevo estudio con CubeSats indican que los electrones energéticos en el cinturón de radiación interna de la Tierra, principalmente cerca de su borde interno, son creados por rayos cósmicos nacidos de explosiones de supernovas, dijo el científico Xinlin Li de la Universidad de Colorado Boulder CU Boulder.
Los cinturones de radiación dual de la Tierra, conocidos como los cinturones Van Allen, son capas de partículas energéticas mantenidas en su lugar por el campo magnético del planeta.
Poco después del descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen en 1958, científicos estadounidenses y rusos concluyeron que el proceso de "descomposición de neutrones de albedo de rayos cósmicos" CRAND era probablemente la fuente de las partículas de alta energía atrapadas en el campo magnético de la Tierra.Pero durante las siguientes décadas, nadie detectó con éxito los electrones correspondientes que deberían producirse durante la desintegración de neutrones.
El equipo de Li demostró que durante CRAND, los rayos cósmicos que ingresan a la atmósfera de la Tierra chocan con átomos neutros, creando una salpicadura que produce partículas cargadas, incluidos electrones, que quedan atrapadas por el campo magnético de la Tierra.
Los hallazgos tienen implicaciones para comprender y pronosticar mejor la llegada de electrones energéticos desde el espacio, lo que puede dañar los satélites y amenazar la salud de los astronautas que caminan por el espacio, dijo Li.
"Estamos informando la primera detección directa de estos electrones energéticos cerca del borde interno de los cinturones de radiación de la Tierra", dijo Li. "Finalmente hemos resuelto un misterio de seis décadas".
Un artículo que presenta los hallazgos se publica en la edición de esta semana de la revista Naturaleza . Li es el autor principal. El estudio fue financiado por la National Science Foundation NSF.
"Estos resultados revelan, por primera vez, cómo se crean las partículas energéticas cargadas en el entorno espacial cercano a la Tierra", dijo Irfan Azeem, director del programa en la División de Ciencias Atmosféricas y Geoespaciales de la NSF, que apoyó la investigación ".los hallazgos mejorarán significativamente nuestra comprensión del entorno del espacio-Tierra. Es emocionante ver CubeSats financiado por NSF, construido por estudiantes universitarios y graduados, en el centro de un descubrimiento científico significativo ".
La misión CubeSat, llamada Experimento del clima espacial estudiantil de Colorado CSSWE, albergó un pequeño telescopio para medir el flujo de protones energéticos solares y los electrones del cinturón de radiación de la Tierra.
Lanzado en 2012 a bordo de un cohete Atlas V, CSSWE involucró a más de 65 estudiantes y fue operado durante más de dos años desde una estación terrestre en el techo de un edificio en el campus de CU-Boulder.
Parte del trabajo de CSSWE consistió en construir una versión más pequeña de un instrumento desarrollado por un equipo de CU-Boulder dirigido por Naturaleza coautor de papel Daniel Baker y lanzado en la misión Van Allen Probes 2012 de la NASA. El instrumento modificado se llama el pequeño experimento integrado REPTile del Telescopio Relativista, Electrónico y de Protón.
"Este es realmente un resultado hermoso y una gran visión derivada de un satélite estudiantil notablemente económico, que ilustra que las cosas buenas pueden venir en paquetes pequeños", dijo Baker. "Es un descubrimiento importante de lo que ha estado allí todo el tiempo, una demostraciónque Yogi Berra tenía razón cuando comentó: 'Se puede observar mucho con solo mirar' "
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Materiales proporcionado por Fundación Nacional de Ciencias . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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