Viernes, 15 de junio de 2007
Gracias a COSTEP, un instrumento a bordo del telescopio solar espacial SOHO, se ha logrado al fin perfeccionar un m?todo para predecir tormentas solares.

Usando el Observatorio Solar y Heliosf?rico (SOHO, por su sigla en idioma ingl?s), un cient?fico ha encontrado la manera de predecir tormentas de radiaci?n solar. El nuevo m?todo permite recibir avisos de tormenta con hasta una hora de anticipaci?n, lo cual da tiempo a los astronautas para buscar refugio y a los controladores, en la Tierra, para preparar las defensas de sus sat?lites cuando una tormenta solar se aproxima.

"Bien se sabe que las tormentas de radiaci?n solar son dif?ciles de predecir ?a menudo nos toman por sorpresa", dice el f?sico Arik Posner, quien desarroll? la t?cnica. "Pero ahora ya tenemos una manera de anticipar estos eventos".

Abajo: Concepto art?stico de una tormenta de radiaci?n aproxim?ndose a la Tierra.

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Posner es miembro del equipo de trabajo del Instituto de Investigaciones del Suroeste (Southwest Research Institute, en idioma ingl?s), en San Antonio, Texas, y tambi?n trabaja para las oficinas centrales de la NASA en Washington, DC. Su estudio, Predicci?n y Aviso de Radiaciones Peligrosas Provenientes de Eventos I?nicos Solares de Alta Energ?a, Efectuados con Hasta una Hora de Anticipaci?n (Up to one-Hour Forecasting of Radiation Hazards from Solar Energetic Ion Events), ya se public? en la revista cient?fica Space Weather.

Las tormentas de radiaci?n son enjambres de electrones, protones e iones pesados acelerados a altas velocidades por explosiones que se producen en el Sol. Aqu? en la Tierra estamos protegidos de estas part?culas por la atm?sfera y por el campo magn?tico de nuestro planeta. Los astronautas en ?rbita alrededor de la Tierra se encuentran tambi?n relativamente a salvo; el campo magn?tico de la Tierra se extiende lo suficiente como para protegerlos. El peligro comienza cuando los astronautas dejan este capullo protector. La Luna y Marte, por ejemplo, no tienen campos magn?ticos globales y "los astronautas que se encuentren trabajando en la superficie de esos mundos podr?an estar en riesgo", dice Posner.

"Un aviso realizado con una hora de anticipaci?n reducir?a la probabilidad de que un astronauta quedara atrapado en una tormenta solar fuera de un h?bitat lunar, donde es m?s vulnerable", dice el cient?fico Francis Cucinotta, jefe del Programa de Radiaci?n Espacial (Space Radiation Program, en idioma ingl?s), de la NASA.

Las naves espaciales y los sat?lites tambi?n se beneficiar?an. Las part?culas subat?micas que afectan a los procesadores de las computadoras y a otros componentes electr?nicos pueden provocar que las computadoras a bordo de las naves se reactiven o env?en comandos sin sentido. Si, por ejemplo, un operador de sat?lite sabe cu?ndo se avecina una tormenta solar, puede poner a su nave en un "modo seguro" hasta que pase la tormenta.

El tipo de part?cula m?s temido por los expertos en la seguridad de los astronautas es el i?n, que es un ?tomo que ha perdido uno o m?s de sus electrones y que por tanto tiene una carga el?ctrica desequilibrada. "Los iones de alta energ?a pueden da?ar tejidos y romper cadenas de ADN, provocando problemas de salud que van desde n?useas hasta cataratas e incluso c?ncer", dice Cucinotta.

De manera que el objetivo es predecir cu?ndo llegar?n los iones. La clave para eso resultan ser los propios electrones. "Los electrones siempre se detectan antes que los peligrosos iones", dice Posner. Esto se ha sabido por a?os, pero s?lo hace poco tiempo Posner pudo enfocar sus investigaciones hacia este aspecto de las tormentas solares vinculado con el hecho de que "los electrones llegan primero" para poder construir de este modo una herramienta de predicci?n del clima espacial.

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Arriba: Las predicciones de Posner para las intensas "tormentas de Halloween", en 2003. El color negro indica el flujo de iones predicho por el modelo; el color rojo indica las observaciones reales.

Todas las tormentas de radiaci?n son una mezcla de electrones, protones e iones m?s pesados. Los electrones, que son m?s livianos y m?s r?pidos que las otras part?culas, llegan primero a la meta. Son como veloces mensajeros que proclaman ?Ah? vienen los iones!. Cuando Posner midi? "el tiempo de incremento y la intensidad de la oleada inicial de electrones", se dio cuenta de que podr?a saber cu?ntos iones les segu?an y cu?ndo llegar?an.

La clave para este avance fue el instrumento COSTEP, a bordo del telescopio solar espacial SOHO. COSTEP es la abreviaci?n de "Comprehensive Suprathermal and Energetic Particle Analyzer", en idioma ingl?s, o "Analizador Integral de Part?culas Suprat?rmicas y de Alta Energ?a", en idioma espa?ol. Esencialmente, este dispositivo cuenta part?culas que provienen del Sol y mide sus energ?as.

Posner analiz? los datos de cientos de tormentas de radiaci?n grabadas por el instrumento COSTEP entre 1996 y 2002, y pudo construir una matriz emp?rica de predicci?n: "Si introducimos por un lado de la matriz los datos sobre los electrones, obtendremos por el otro lado la predicci?n sobre los iones".

El siguiente paso fue probar los resultados. Posner decidi? poner a prueba la matriz con datos del COSTEP obtenidos en 2003, un a?o que no hab?a analizado y que no formaba parte de la matriz misma. "Aplicamos la matriz a los datos de los electrones y logramos predecir exitosamente las cuatro tormentas de iones m?s grandes de 2003, con avisos anticipados de entre 7 y 74 minutos".

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Arriba: La matriz de predicci?n de tormentas de iones de Posner. Haga clic aqu? para ver una versi?n m?s completa de la matriz con una leyenda m?s extensa.

Posner dice que el m?todo a?n no est? perfeccionado y destaca, por ejemplo, el aviso m?s breve, de apenas siete minutos de anticipaci?n, que corresponde a 2003. "Me gustar?a mejorar ese tiempo", dice. "La matriz gener? tambi?n tres falsas alarmas en 2003 ?es decir, las alertas de tormenta fueron seguidas por tormentas muy d?biles o simplemente no hubo tormenta". En esos pocos casos, los astronautas hubieran ido a sus refugios innecesariamente.

Las mejoras se dar?n conforme Posner trabaje con bases de datos a?n m?s extensas proporcionadas por el instrumento COSTEP. "Lanzado al espacio en 1995, abordo del SOHO, el instrumento COSTEP ha estado operando durante todo un ciclo solar, que incluye el m?ximo solar de 2001 ?y todav?a funciona muy bien", dice el profesor Bernd Heber, investigador principal del COSTEP, en la Universidad de Kiel, en Alemania.

El m?todo est? siendo considerado actualmente por investigadores del Centro Espacial Johnson para sus planes y dise?os de futuras misiones a la Luna. "En comparaci?n con los m?todos actuales, la t?cnica de Posner reduce las probabilidades de quedar expuesto a la radiaci?n en m?s de un 20 por ciento, lo que permitir?a a los astronautas aventurarse a explorar zonas m?s alejadas de sus bases", dice Cucinotta. "Estas son buenas noticias tanto para la ciencia como para la exploraci?n".

SOHO es un proyecto de cooperaci?n internacional entre la Agencia Espacial Europea y la NASA. Para saber m?s sobre SOHO, visite el portal de la misi?n en: http://sohowww.nascom.nasa.gov/



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Publicado por zameex @ 9:30 AM  | [email protected]
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