Cohete de la NASA para estudiar una región misteriosa sobre el Polo Norte

Suceden cosas extrañas en la atmósfera de la Tierra en latitudes elevadas. En el mediodía local, cuando el Sol está en su punto más alto, una brecha en forma de embudo en el campo magnético de nuestro planeta pasa por el cielo. El campo magnético de la Tierra nos protege del viento solar, la corriente de partículas cargadas que emite el sol. El espacio en este campo, llamado borde polar, permite al viento solar una línea directa para llegar a la atmósfera de la Tierra.

Las señales de radio y GPS se comportan de forma extraña cuando viajas por esta parte del cielo. En los últimos 20 años, los científicos y los operadores de naves espaciales han notado algo más inusual a medida que las naves espaciales pasan por esta región: se están desacelerando.

dijo Mark Condy, físico de la Universidad de Alaska Fairbanks e investigador principal del Experimento Cúspide de la NASA, o CREX-2, una misión de cohete sonora. Eso es porque el aire en la punta es notablemente más denso que el aire en otras partes de las órbitas de la nave alrededor de la Tierra. Pero nadie sabe por qué ni cómo. Al comprender las fuerzas que actúan sobre el casquete, los científicos esperan anticipar mejor los cambios en las trayectorias de las naves espaciales. La ventana de lanzamiento del CREX-2, que despega de Andenes, Noruega, se abre a las 4 a. M. EDT (10 a. M. CET) del 1 de diciembre de 2021.

El CREX-2 primero tenía como objetivo aprender más sobre la dinámica a principios de 2019, pero aunque todos los sistemas estaban listos para su lanzamiento, la misión no comenzó en absoluto. Había poca actividad solar en ese momento y, como resultado, las condiciones climáticas espaciales no eran las adecuadas para la misión durante la ventana de lanzamiento inicial. La pandemia de COVID-19 ha pospuesto su viaje. Ahora, después de una demora de casi dos años, el CREX-2 se está preparando una vez más para volar con la esperanza de responder preguntas sobre su punto de partida. El equipo es optimista. El Sol se encuentra en una fase más activa de su ciclo natural esta vez, aumentando las posibilidades de que las condiciones climáticas espaciales sean favorables para su misión de estudiar una región inusualmente densa de la atmósfera.

Si bien la densidad de la atmósfera terrestre disminuye rápidamente con la altitud, permanece horizontalmente consistente. Es decir, a cualquier altitud dada, la atmósfera tiene aproximadamente la misma densidad en todo el mundo.

Este aspecto del trabajo requiere una logística compleja. «Es un gran juego de ajedrez», dijo Conde. «El equipo necesita ver estos detectores desde varios puntos de observación para obtener una comprensión completa de los patrones del viento. Los científicos, algunos de ellos estudiantes de posgrado, estarán estacionados en Escandinavia para tomar imágenes del rastreadores en el transcurso de 20-30 minutos. «Un estudiante los documentará desde un avión que vuela desde Reykjavik, Islandia, y los otros capturarán las bengalas desde dos lugares en la isla noruega de Svalbard.

Hay algunas condiciones «moderadas» necesarias para el lanzamiento. La cornisa solo está presente al mediodía local, pero el cielo debe estar oscuro para que el brillo de los rastreadores sea visible. Es por eso que CREX-2 se lanzará en pleno invierno, cuando hay muy poca luz solar en estas latitudes extremas del norte.

«Estamos haciendo una aguja», dijo Condé. «Tenemos alrededor de una hora o dos todos los días cuando las condiciones son las adecuadas para hacer el experimento». Al menos dos estaciones necesitan una vista clara de los trazadores para recopilar datos suficientes. 2019 ventana de lanzamiento Estuvo abierto durante 17 días y ninguno de ellos estaba en condiciones de volar CREX-2.

«El comercio de misiles es un juego muy arriesgado», dijo Conde. «Pasará dos o tres años desarrollando una carga útil, pero al final, todo depende de elegir cuándo presionar el botón para capturar la bandera que desea». A veces, ese momento no llega. Conde y el equipo CREX-2 están ansiosos por otra oportunidad de lanzamiento. «Honestamente, se siente genial», dijo Condé. «Finalmente lo intentaré de nuevo, no estoy muy seguro de tener las palabras adecuadas para ello».

Excepto en el borde, a 250 millas de altura, hay una bolsa de aire una vez y media más densa que el aire a esa altitud. «No se puede simplemente aumentar la masa en un área en un factor de 1,5 y no hacer nada más, de lo contrario el cielo se caerá», dijo Condé. Algo invisible sustenta esa masa extra, y la misión CREX-2 tiene como objetivo descubrir exactamente qué es.

La misión está diseñada para medir los muchos factores que podrían explicar cómo el aire denso en el borde permanece suspendido. Entonces, dijo Conde, los científicos podrían «intentar determinar quién está haciendo el trabajo».

Una posibilidad implica efectos eléctricos y magnéticos en la ionosfera, la capa de la atmósfera superior de la Tierra que está ionizada por el sol, lo que significa que contiene partículas cargadas eléctricamente. La electrodinámica puede soportar indirectamente el aire más denso, o puede provocar un calentamiento que genere vientos verticales para mantener el aire más denso en el aire. CREX-2 contiene un conjunto de herramientas diseñadas para medir estos efectos.

Otra explicación podría ser que el aire en toda la columna vertical de la extremidad es más denso que su circunferencia. Apilado sobre aire más pesado, el aire denso a 250 millas de altura seguirá flotando. Pero la presencia de una columna de aire más pesado debería producir vientos horizontales o incluso en forma de vórtice, que el CREX-2 está diseñado para buscar.

Y lo harás con estilo. El cohete disparará 20 latas del tamaño de latas de refresco, cada una con su propio motor de cohete pequeño, en cuatro direcciones. Las latas están programadas para romperse a diferentes alturas. Cuando explotan, liberarán trazadores de vapor, partículas que a menudo se encuentran en los fuegos artificiales que brillan al dispersar la luz solar o al exponerse al oxígeno, en una red tridimensional en el cielo. Los vientos pintarán el cielo con estas nubes brillantes, revelando cómo se mueve el aire en esta parte inusual de la atmósfera.