En una mañana helada a principios de diciembre, un equipo de científicos de cohetes de la NASA se apiñará en la sala de control en Ny-Ålesund, Svalbard, un archipiélago remoto frente a la costa norte de Noruega. Aquí en el rango de cohetes más septentrional del mundo, operado por NoruegaCentro espacial de Andøya, el reloj puede indicar las 8 de la mañana, pero el Sol no estará levantado; en ese momento, no habrá asomado por el horizonte en más de un mes.
Durante un mes, Ny-Ålesund será el hogar del equipo de cohetes detrás de la misión VISIONS-2 de la NASA, abreviatura de Visualizing Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2. Se han aventurado a este lugar extremo para ver de cercaescape atmosférico, el proceso por el cual la Tierra está filtrando lentamente su atmósfera al espacio. Comprender el escape atmosférico en la Tierra tiene aplicaciones en todo el Universo, desde predecir qué lejanos planetas podrían ser habitables, hasta reconstruir cómo Marte se convirtió en el paisaje desolado y expuesto.es hoy. VISIONS-2 está programado para lanzarse no antes del 4 de diciembre de 2018.
Dirigido por Doug Rowland del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, VISIONS-2 es una misión de cohete que suena, un tipo de cohete suborbital que realiza vuelos breves y dirigidos al espacio antes de regresar a la Tierra solo unos minutos más tarde.Los cohetes sonoros son únicos entre las naves espaciales científicas por su destreza superior: se pueden transportar a lugares remotos, donde son apuntados y disparados a eventos de corta duración, como la formación repentina de la aurora boreal, en cualquier momento.
La aurora boreal es de gran interés para el equipo VISIONS-2, pero no solo por su brillo de otro mundo. El juego de la aurora es un motor fundamental en el proceso de escape atmosférico, por el cual los planetas, incluida la Tierra, escapan gradualmente su atmósfera al espacio.
"La Tierra está perdiendo peso", dijo Thomas Moore, un físico espacial Goddard que se especializa en escape atmosférico. "Ha habido suficientes observaciones para saber que entre cien y varios cientos de toneladas de atmósfera van al espacio todos los días."
No se preocupe, a ese ritmo, Moore estima, la Tierra retendrá su atmósfera durante aproximadamente mil millones de años
Sospechamos que la Tierra estaba perdiendo atmósfera desde al menos 1904, cuando Sir James Jeans publicó por primera vez su trabajo The Dynamical Theory of Gases, sentando las bases teóricas para el escape atmosférico. Pero hay un elemento de drenaje que aún presenta un misterio.Los científicos habían pensado durante mucho tiempo que el oxígeno, que pesaba 16 veces la masa de hidrógeno, era demasiado pesado para escapar de la gravedad de la Tierra.
"Para escapar de la Tierra, el oxígeno requeriría algo más de 100 veces la energía que normalmente tiene", dijo Rowland, el investigador principal de la misión. "Solo la fracción más pequeña debería llegar". Pero cuando los científicos finalmente subieron y observaronlos años 60 y 70, eso no fue lo que encontraron. De hecho, el espacio cercano a la Tierra está repleto de mucho más oxígeno de lo que nadie había esperado.
"¿Pero cómo llegó allí? Necesitas procesos que energicen ese oxígeno lo suficiente como para escapar", dijo Rowland.
Resulta que la aurora es uno de esos procesos. Las auroras se forman cuando los electrones energéticos, acelerados en los campos eléctricos y magnéticos en el espacio cercano a la Tierra, chocan y excitan los gases atmosféricos, que emiten tonos brillantes de rojo, verde, y amarillos a medida que se relajan de nuevo a un estado de energía más bajo. Pero estos electrones rebeldes también crean una cascada de estragos en el proceso, incluida la conducción de corrientes eléctricas que calientan la atmósfera superior en parches manchados. En algunos casos, ese calentamiento es suficiente para dardispersa los átomos de oxígeno con suficiente energía para escapar. "Es como poner un elemento calefactor en la sopa; eventualmente, comenzará a hervir", dijo Rowland.
VISIONS-1, el precursor de la misión actual, lanzado desde el Rango de Investigación de Poker Flat en Alaska en 2013, donde estudiaron la salida de oxígeno de la aurora que se forma en el lado nocturno de la Tierra, la parte del planeta que se aleja temporalmente del SolPara la misión VISIONS-2, el equipo viajará a una parte única del globo donde se puede encontrar la aurora de día.
Una vez al día, Svalbard pasa bajo una característica inusual en la magnetosfera de la Tierra conocida como la cúspide polar. Las cúspides polares se forman en los polos norte y sur en el lado del planeta que mira hacia el Sol, y son los únicos lugares donde las partículasdel viento solar puede fluir directamente a nuestra atmósfera. Las cúspides son como puentes magnéticos entre la Tierra y el espacio, donde los electrones energéticos del Sol chocan contra las partículas atmosféricas y crean una aurora de día.
VISIONS-2 volará dos cohetes hacia la cúspide del polo norte, donde utilizará una técnica de imagen para mapear la salida de oxígeno de la aurora. Usando esta técnica, VISIONS-2 adopta un enfoque diferente al de muchas otras misiones, que intentan combinardatos de muchos eventos de flujo de salida. En cambio, VISIONS-2 espera adquirir una gran cantidad de datos sobre un solo evento de flujo de salida de oxígeno. No todos los eventos de flujo de salida son iguales, pero comprender uno en gran detalle proporcionaría un valor científico significativo.
"Es como si estuvieras tratando de estudiar tornados, podrías medir los vientos a medida que varios tornados vuelan a diferentes distancias de tu casa", dijo Rowland. "Te darías una imagen de lo que es un tornado 'promedio'se ve así. Lo que queremos hacer en su lugar es observar exhaustivamente un tornado, para comprender cómo funciona en detalle ".
VISIONS-2 se trata de verificar si el proceso para calentar y energizar el oxígeno en la aurora diurna, y cómo lo hace, es el mismo que los descubiertos en el lado nocturno. Está lejos de ser una conclusión inevitable, ya que el lado del día y el lado de la noche muestran algunas diferencias marcadas.
"El flujo de iones en la cúspide es más estable y de menor energía, mientras que en el lado nocturno es más explosivo y puede ser de mayor energía", explicó Rowland. "Además, el entorno es diferente entre la cúspide y el lado nocturno, por lo queestamos buscando puntos en común y diferencias "
VISIONS-2 no será el único cohete que se lanzará desde esta ubicación remota: es el primero de los nueve cohetes que suenan en los próximos 14 meses como parte de la Iniciativa Grand Challenge - Cusp. Dibujo de investigadores de los Estados Unidos, Canadá, Noruega, el Reino Unido y Japón, el Grand Challenge es una colaboración internacional para explorar la cúspide del polo norte, con suerte descifrando el código de este portal inusual entre la Tierra y el espacio.
VISIONS-2 está programado para lanzarse desde Ny-Ålesund, rango de cohetes Svalbard en diciembre de 2018. La ventana de lanzamiento se extiende del 4 al 18 de diciembre.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Original escrito por Miles Hatfield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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