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La NASA lanzará tres cohetes de sondeo a la ionosfera durante el eclipse anular del próximo 14 de octubre para estudiar cómo la caída repentina de la luz solar afecta nuestra atmósfera superior.
La misión, conocida como Perturbaciones atmosféricas alrededor de la trayectoria del eclipse o APEP, está dirigida por Aroh Barjatya, profesor de ingeniería física en la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle. El eclipse se centrará en una franja del oeste de los Estados Unidos, así como en partes de América Central y del Sur.
A unos 75 kilómetros de altura, el aire mismo se vuelve eléctrico. Los científicos llaman a esta capa atmosférica ionosfera porque es donde el componente ultravioleta de la luz solar puede extraer electrones de los átomos para formar un mar de iones y electrones de alto vuelo. La energía constante del Sol mantiene separadas estas partículas que se atraen mutuamente durante todo el día. Pero a medida que el Sol se esconde bajo el horizonte, muchos se recombinan en átomos neutros durante la noche, sólo para separarse nuevamente al amanecer.
Durante un eclipse solar, la luz del sol desaparece y reaparece sobre una pequeña parte del paisaje casi al mismo tiempo. En un instante, la temperatura y la densidad de la ionosfera caen y luego vuelven a subir, enviando ondas a través de la ionosfera.
"Si piensas en la ionosfera como un estanque con algunas suaves ondas, el eclipse es como una lancha a motor que de repente atraviesa el agua", dijo Barjatya en un comunicado. "Crea una estela inmediatamente debajo y detrás de él, y luego el nivel del agua sube momentáneamente a medida que vuelve a entrar".
Durante el eclipse solar total de 2017 visible en América del Norte, los instrumentos a muchos cientos de kilómetros fuera de la trayectoria del eclipse detectaron cambios atmosféricos. También lo hizo la infraestructura crítica como el GPS y los satélites de comunicaciones de los que dependemos todos los días.
"Todas las comunicaciones por satélite pasan por la ionosfera antes de llegar a la Tierra", dijo Barjatya. "A medida que nos volvemos más dependientes de los recursos espaciales, necesitamos comprender y modelar todas las perturbaciones en la ionosfera".
Con este fin, Barjatya diseñó la misión APEP, eligiendo el acrónimo porque también es el nombre de la deidad serpiente de la antigua mitología egipcia, némesis de la deidad del Sol Ra. Se decía que Apep perseguía a Ra y de vez en cuando casi lo consumía, lo que provocaba un eclipse.
El equipo APEP planea lanzar tres cohetes en sucesión: uno unos 35 minutos antes del eclipse máximo en la vertical de la base de lanzamiento de White Sands, en Nuevo México, otro durante el eclipse máximo y otro 35 minutos después. Volarán justo fuera del camino de anularidad, donde la Luna pasa directamente frente al Sol. Cada cohete desplegará cuatro pequeños instrumentos científicos que medirán los cambios en los campos eléctricos y magnéticos, la densidad y la temperatura. Si tienen éxito, estas serán las primeras mediciones simultáneas tomadas desde múltiples lugares de la ionosfera durante un eclipse solar.
Barjatya eligió cohetes de sondeo para responder las preguntas científicas del equipo porque pueden señalar y medir regiones específicas del espacio con alta fidelidad. También pueden medir los cambios que ocurren a diferentes altitudes a medida que el cohete suborbital asciende y cae a la Tierra. Los cohetes APEP tomarán medidas entre 70 a 325 kilómetros sobre el suelo a lo largo de su trayectoria.
"Los cohetes son la mejor manera de observar la dimensión vertical en las escalas espaciales más pequeñas posibles", dijo Barjatya. "Pueden esperar para lanzarse en el momento justo y explorar las altitudes más bajas donde los satélites no pueden volar".
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