Tres cohetes financiados por la Nasa se lanzarán desde el campo de investigación Poker Flat en Fairbanks, Alaska, en un experimento que busca revelar cómo las subtormentas aurorales afectan el comportamiento y la composición de la atmósfera superior de la Tierra.
El resultado del experimento podría refutar una teoría arraigada sobre la interacción de la aurora con la termosfera. También podría mejorar la predicción del clima espacial, crucial a medida que el mundo depende cada vez más de dispositivos satelitales, como los GPS, en la vida cotidiana.
El Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska Fairbanks (UAF) es propietario de Poker Flat, ubicado a 32 kilómetros al norte de Fairbanks, y lo opera bajo un contrato con la Instalación de Vuelo Wallops de la Nasa en Virginia, que es parte del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland.
El experimento, titulado Ondas aurorales excitadas por eventos magnéticos de inicio de subtormentas (AWESOME), consta de un cohete de cuatro etapas y dos cohetes de dos etapas, todos ellos lanzados en un período de aproximadamente tres horas. Los coloridos trazadores de vapor del cohete más grande de los tres deberían ser visibles en gran parte del norte de Alaska. El periodo de lanzamiento es del 24 de marzo al 6 de abril.
La misión, dirigida por Mark Conde, profesor de física espacial de la UAF, involucra a una docena de investigadores estudiantes de posgrado de la UAF en varios sitios de monitorización terrestre en Alaska: Utqiagvik, Kaktovik, Toolik Lake, Eagle y Venetie, así como en Poker Flat. La Nasa entrega, ensambla, prueba y lanza los cohetes.
“Nuestro experimento plantea la pregunta: cuando la aurora se descontrola y libera mucho calor en la atmósfera, ¿cuánto de ese calor se gasta transportando el aire hacia arriba en una columna convectiva continua y cuánto de ese calor resulta en oscilaciones no solo verticales sino también horizontales en la atmósfera?”, dijo Conde.
Confirmar cuál es el proceso dominante revelará la amplitud de la mezcla y los cambios relacionados en las características del aire. “El cambio en la composición de la atmósfera tiene consecuencias”, dijo Conde. “Y necesitamos conocer su alcance”.
La mayor parte de la termosfera, que se extiende entre 80 y 560 kilómetros sobre la superficie, es lo que los científicos llaman «convectivamente estable». Esto significa un movimiento vertical mínimo del aire, ya que el aire más cálido ya se encuentra en la parte superior, debido a la absorción de la radiación solar.
Agitación vertical
Cuando las subtormentas aurorales inyectan energía e impulso en la termosfera media e inferior (aproximadamente entre 96 y 200 kilómetros de altura), alteran dicha estabilidad. Esto da lugar a una teoría predominante: que el calor de las subtormentas es lo que causa la agitación vertical de la termosfera.
Conde cree, en cambio, que las ondas acústicas de flotabilidad son la fuerza de mezcla dominante y que la convección vertical tiene un papel mucho menor. Dado que las ondas acústicas de flotabilidad viajan vertical y horizontalmente desde el lugar donde impacta la aurora, los cambios atmosféricos provocados por la aurora podrían estar ocurriendo en un área mucho más amplia de lo que se cree actualmente.
El objetivo práctico de la misión AWESOME es predecir mejor el impacto de esos cambios. «Creo que nuestro experimento conducirá a un método más simple y preciso de predicción del clima espacial», dijo Conde.
Se planea el lanzamiento de dos cohetes Malemute mejorados Terrier de dos etapas y 13 metros, respectivamente, aproximadamente 15 minutos y una hora después del inicio de una subtormenta auroral. Se planea el lanzamiento de un cohete Black Brant XII de cuatro etapas y 21 metros, aproximadamente cinco minutos después del lanzamiento del segundo cohete.
Los dos primeros cohetes lanzarán trazadores a altitudes de 80 y 177 kilómetros para detectar el movimiento del viento y las oscilaciones de las olas. El tercer cohete lanzará trazadores a cinco altitudes, de 109 a 250 kilómetros.
Se espera que los trazadores de vapor rosa, azul y blanco del tercer cohete sean visibles durante 10 a 20 minutos. Los lanzamientos deben realizarse al amanecer, con la luz solar alcanzando las altitudes superiores para activar los trazadores de vapor del primer cohete, pero con oscuridad en la superficie para que las cámaras terrestres puedan fotografiar la respuesta de los trazadores al movimiento del aire.
