¿Cómo se conecta a tierra el espacio?
25 de agosto 2014 - 6:34
Artículo de la Universidad de BergenEsa es una de las preguntas de los investigadores del Centro para la Ciencia Espacial Birkeland están tratando de contestar.
El Centro para la Ciencia Espacial Birkeland tiene un puesto de investigación en las islas Svalbard, en el Ártico. A partir de aquí se llevan a cabo pruebas para observar las corrientes eléctricas en el espacio. (Foto: Kim E. Andreassen)
"Nos hemos convertido en una sociedad cada vez más dependiente de los sistemas de comunicación por satélite", dice el profesor Nikolai Østgaard en el Departamento de Física y Tecnología de la Universidad de Bergen (UIB), Noruega.
"Llegamos a ser más dependiente de la tecnología basada en el espacio, vamos a ser más dependientes de las buenas previsiones de espacio."
Tierra y los polos
Profesor Østgaard es director del Centro para la Ciencia Espacial Birkeland ( BCSS), uno de los cuatro Centros de Excelencia de Noruega (SFF) en la UIB. BCSS ha establecido cuatro áreas principales de investigación:
- Asimétrica Aurora: ¿Cuándo y por qué son la aurora en el dos hemisferios asimétrica?
- Dinámica Ionosfera: ¿Cómo llegamos allá de la imagen estática a gran escala de la ionosfera?
- Precipitación de partículas: ¿Cuáles son los efectos de la precipitación de partículas en el sistema atmosférico?
- Destellos de rayos gamma: ¿Cuál es el papel de las partículas energéticas de tormentas eléctricas en geoespacio?
Tierra es, para la parte principal, conectado al espacio a través de los polos magnéticos.Cuando las partículas eléctricamente cargadas del espacio bombardean nuestro planeta, la luz visible se produce; es decir, la aurora boreal en el hemisferio norte o aurora australis en el hemisferio sur.
Pero a medida que estas partículas cargadas eléctricamente golpean la atmósfera, esto puede interferir con los sistemas de comunicación. Además, cascadas de partículas procedentes del espacio pueden conducir a cortes de energía y la destrucción de los transformadores de la planta.
Aurora boreal en el Ártico
Es por esto que los investigadores BCSS tienen un interés particular en la ionosfera, una región de la atmósfera superior. Tiene importancia práctica, ya que, entre otras funciones, que influye en la propagación de radio, es decir, el comportamiento de las ondas de radio, a lugares distantes de la Tierra.
La ionosfera es de 85 a 600 km de altitud. Aquí es donde los satélites giran alrededor de la Tierra y también el lugar donde la aurora se hace visible y crea problemas para los sistemas de comunicación.
"Svalbard es el lugar perfecto para estudiar la aurora boreal", dice el profesor Dag A. Lorentzen en el Centro Universitario de Svalbard (UNIS), que dirige parte del Servicio de Información de BCSS. "Combinamos los datos desde nuestra base en Svalbard con los datos de Europa, América y satélites noruegos y centros de tierra también noruegos."
Entre la aurora borealis instrumentos más importantes son el Radar EISCAT, el radar LANZA y la óptica Kjell Henriksen Observatory, que están ubicados en Svalbard. Este último está dirigido por el Grupo de Geofísica del Ártico en la UNIS.
El archipiélago de Svalbard se encuentra justo por debajo del punto donde los campos magnéticos de la Tierra convergen, y donde las partículas eléctricas procedentes del espacio entran en la atmósfera.
Profesor Nikolai Østgaard (Foto: Kim E. Andreassen)
"Se ha sabido por mucho tiempo cómo la aurora borealis evoluciona. Hay, sin embargo, una serie de incógnitas, cuando nos fijamos en los procesos detrás de las luces, tanto cuando se trata de investigación básica y aplicada ", dice Lorentzen.
El uso del espacio como un laboratorio
Esta combinación de investigación básica y aplicada está en el corazón de BCSS. El componente básico de la investigación es la comprensión de los procesos físicos en el gas ionizado, que se conoce como plasma.
Alrededor del 95 por ciento de los cosmos conocido consiste en el plasma.
"Como investigadores tenemos un laboratorio único justo encima de nuestras cabezas. Espacio! Cuando un número de procesos puede ser estudiado ", dice Lorentzen. "La curiosidad es el motivador principal para hacer la investigación básica."
Las señales entre la Tierra y los satélites de comunicaciones se transmiten a través del plasma en la ionosfera.
"Hemos visto cómo algunas de estas señales son interrumpidas por la atmósfera, y quiere alcanzar una mejor comprensión de estos trastornos
Esto es parte de la investigación aplicada que hacemos ", explica Lorentzen.
"La aurora boreal es visibleevidence de los numerosos procesos eléctricos que tienen lugar en la atmósfera superior. Uno de nuestros principales intereses es entender los procesos antes de la luz se hace visible ".
La caza de las explosiones de rayos gamma
Pero las corrientes eléctricas en el espacio no sólo están influenciadas por las duchas de partículas que golpean la Tierra.
"En la Tierra, un rayo cae cerca de 45 veces por segundo, es decir, varios millones de veces al día. Imágenes de satélite muestran cómo las explosiones de rayos gamma o GRB, se producen en las tormentas ", dice Nikolai
Østgaard. "Los GRBs son partículas cargadas eléctricamente que viajan con la velocidad de la luz y en cualquier dirección en el relámpago y el trueno."
Østgaard. "Los GRBs son partículas cargadas eléctricamente que viajan con la velocidad de la luz y en cualquier dirección en el relámpago y el trueno."
En 2010, se pusieron a disposición de diez años de datos en bruto de los GRBs del satélite RHESSI. Departamento de Física y Tecnología de la UIB desarrolla un algoritmo de búsqueda que obtuvo mejores resultados que los algoritmos utilizados por el propietario del satélite.
El departamento encontró más del doble de los GRBs como se informó originalmente. Desde entonces, los investigadores de BCSS han desarrollado un dispositivo de medición que es estado de la técnica para mejorar la lectura de GRB.
BCSS está involucrado en el diseño y la construcción de una gran X y gammaray detector que será lanzado a la Estación Espacial Internacional (ISS), en mayo de 2016. Según Østgaard, la
Agencia Espacial Europea (ESA) ha aprobado recientemente el modelo de planta de este instrumento, y el grupo está construyendo el modelo de vuelo.
Agencia Espacial Europea (ESA) ha aprobado recientemente el modelo de planta de este instrumento, y el grupo está construyendo el modelo de vuelo.
"Descargas de rayos funcionan como una batería y crean campos eléctricos alrededor de la Tierra. Es, sin embargo, poco conocido acerca de lo que sucede cuando los GRBs de la Tierra o de partículas eléctricas de cruz el espacio a través de la atmósfera ", dice Østgaard. "Nos movemos en un campo eléctrico y se ven afectados por las partículas a la velocidad de la luz, pero sin saber muy bien cuáles son las implicaciones de esta acción estamos."
El cambio climático
Una de las hipótesis de los investigadores BCSS estamos trabajando es que las partículas que se filtran en el ambiente influyen en la composición química
de los sistemas climáticos de la Tierra.
de los sistemas climáticos de la Tierra.
"Por ejemplo, algunos estudios han implicado que la radiación cósmica hace que las nubes más gruesas. Esta es, sin embargo, una hipótesis muy controvertida ", según Østgaard.
Las partículas ricas en energía y GRBs que cruzan la atmósfera pueden influir en el clima a nivel local alrededor de los polos geográficos, y por lo tanto pueden ser de interés para los científicos del clima también.
"Quiero tener cuidado antes de afirmar sin duda que esto influye en el clima. Hay, sin embargo, muchas incógnitas en la relación entre el espacio y el cambio climático.
Y mientras esto no se ha investigado, no podemos decir nada y sin duda razonable ", dice Nikolai Østgaard.
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