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La NASA planea lanzar en marzo la misión EZIE (Electrojet Zeeman Imaging Explorer) para aprender más sobre las poderosas corrientes eléctricas que se producen cuando las auroras brillan en el cielo.
Estos electrochorros aurorales empujan alrededor de un millón de amperios de carga eléctrica alrededor de los polos cada segundo. Pueden crear algunas de las mayores perturbaciones magnéticas en la Tierra, y los cambios rápidos en las corrientes pueden provocar efectos como cortes de energía.
Los resultados de EZIE ayudarán a la NASA a comprender mejor la dinámica de la conexión Tierra-Sol y ayudarán a mejorar las predicciones del clima espacial peligroso que puede dañar a los astronautas, interferir con los satélites y provocar cortes de energía.
La misión EZIE incluye tres CubeSats, cada uno del tamaño de una maleta de mano. Estos pequeños satélites volarán en formación de perlas en un collar, uno tras otro, mientras orbitan la Tierra de polo a polo a unos 550 kilómetros de altura. La nave espacial mirará hacia abajo, hacia los electrochorros, que fluyen a unos 100 kilómetros sobre el suelo en una capa electrificada de la atmósfera terrestre llamada ionosfera, informa la NASA.
Durante cada órbita, cada nave espacial EZIE mapeará los electrochorros para descubrir su estructura y evolución. Las naves espaciales volarán sobre la misma región con una diferencia de entre dos y 10 minutos entre una y otra, revelando cómo cambian los electrochorros.
En experimentos terrestres y en naves espaciales anteriores se han observado electrochorros aurorales, que son una pequeña parte de un vasto circuito eléctrico que se extiende 160.000 kilómetros desde la Tierra hasta el espacio. Sin embargo, durante décadas, los científicos han debatido cómo es el sistema en su conjunto y cómo evoluciona. El equipo de la misión espera que EZIE resuelva ese debate.
LO QUE HACE EZIE ES ÚNICO
“Lo que hace EZIE es único”, dijo Larry Kepko, científico de la misión EZIE en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland. “EZIE es la primera misión dedicada exclusivamente a estudiar los electrochorros y lo hace con una técnica de medición completamente nueva”.
Esta técnica consiste en observar la emisión de microondas de las moléculas de oxígeno a unos 16 kilómetros por debajo de los electrochorros. Normalmente, las moléculas de oxígeno emiten microondas a una frecuencia de 118 gigahercios. Sin embargo, los electrochorros crean un campo magnético que puede dividir esa línea de emisión de 118 gigahercios en un proceso llamado división de Zeeman. Cuanto más fuerte es el campo magnético, más se divide la línea.
Cada una de las tres naves espaciales EZIE llevará un instrumento llamado Magnetograma de Electrochorro de Microondas para observar el efecto Zeeman y medir la fuerza y la dirección de los campos magnéticos de los electrochorros. Construidos por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, cada uno de estos instrumentos utilizará cuatro antenas apuntando a diferentes ángulos para estudiar los campos magnéticos a lo largo de cuatro pistas diferentes a medida que EZIE orbita.
La tecnología utilizada en los magnetogramas de electrochorro de microondas se desarrolló originalmente para estudiar la atmósfera de la Tierra y los sistemas meteorológicos. Los ingenieros del JPL habían reducido el tamaño de los detectores de radio para que pudieran caber en satélites pequeños, incluidas las misiones TEMPEST-D y CubeRRT de la NASA, y mejoraron los componentes que separan la luz en longitudes de onda específicas.
Los electrochorros fluyen a través de una región que es difícil de estudiar directamente, ya que es demasiado alta para que los globos científicos la alcancen, pero demasiado baja para que los satélites habiten.
“La utilización de la técnica Zeeman para mapear de forma remota los campos magnéticos inducidos por la corriente es realmente un enfoque revolucionario para obtener estas mediciones a una altitud que es notoriamente difícil de medir“, dijo Sam Yee, investigador principal de EZIE en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland.
MÁXIMO SOLAR
La nave espacial EZIE se lanzará a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en California como parte de la misión de viaje compartido Transporter-13 con SpaceX a través del integrador de lanzamientos Maverick Space Systems.
La misión se lanzará durante lo que se conoce como máximo solar, una fase durante el ciclo solar de 11 años en la que la actividad del Sol es más fuerte y frecuente. Esto es una ventaja para la ciencia de EZIE.