Tormentas solares: estación meteorológica espacial de Graz

El equipo de Graz de ocho de Helio4Cast, una instalación del Instituto Central de Meteorología y Geodinámica (ZAMG), está modelando para mejorar los pronósticos meteorológicos en el espacio. Ni siquiera es posible hoy en día decir exactamente cómo evolucionará realmente una tormenta solar intensa. Pero los científicos están haciendo todo lo posible para descubrir exactamente eso. Si su trabajo tiene éxito, si tienen suficientes datos a su disposición, se pueden evitar billones en daños.

El geólogo sueco Raimund Moscheler advirtió en 2019 que el mundo no estaba preparado para una tormenta solar masiva como la que golpeó la Tierra alrededor del 660 a. C., mientras tomaba muestras de antiguos trozos de hielo y troncos de árboles en Groenlandia y descubrió enormes cantidades de material radiactivo. El carbono tiene -14 isótopos.

Su conclusión es: 660 a.C. Una gran tormenta solar debe haber golpeado el campo magnético de la Tierra y como resultado causó una tormenta geomagnética. Lo mismo sucedió ya en el 775 a. Estos y otros números anuales han llevado a algunos equipos de investigación a suponer que las tormentas solares solo golpean la Tierra cada 100 años. La tormenta del 775 a. C. se conoce como el Evento del Milenio.

escudo de la tierra

De hecho, el campo magnético terrestre actúa como una especie de escudo protector contra los rayos del sistema solar. Pero cuando una intensa tormenta solar golpea el campo magnético de la Tierra desde la dirección y el ángulo correctos, una mezcla energética de partículas puede crear una tormenta geomagnética en la Tierra.

Esta corriente continua ingresa a las redes eléctricas y tuberías. Esta energía inducida adicional puede hacer que los transformadores se quemen y las tuberías exploten. Las consecuencias fueron apagones como los de 1989. En ese momento, la planta de chips en los EE. UU. tuvo que detener sus operaciones: el riesgo de una falla en la producción era demasiado grande. En California, las puertas de los garajes se abrían y cerraban como por arte de magia. Canadá fue el más afectado. En Quebec, seis millones de personas estuvieron sin electricidad durante nueve horas.

Aunque el daño masivo se reparó en un período de tiempo muy corto, el mensaje es claro: cuanto más entrelazado está el mundo, menos se debe mantener y proteger su infraestructura técnica de las tormentas geomagnéticas, y más difícil será reconstruir. Una severa tormenta solar que, según pronósticos sombríos, paralizará la infraestructura por mucho más tiempo que hace unos 30 años. El daño financiero ascenderá a billones y la civilización no estará preparada.

No más llamadas

No solo se ven afectadas las redes de energía y comunicaciones en la Tierra, sino también las que se encuentran en la órbita terrestre baja. La dependencia de las comunicaciones por satélite afecta no solo a los planes militares y espaciales, sino también a la red celular, los sistemas de navegación e Internet. Este último, según el científico informático indio Sangeetha Abdu Jyoti, nunca ha sido sometido a una prueba de estrés real desde la década de 1970.

Actualmente se desconoce qué partes de este “ecosistema” hecho por el hombre con granjas de datos, redes de fibra óptica, satélites y torres de antena seguirán funcionando. Sin embargo, se supone que el suministro básico de datos puede funcionar con SMS, pero quizás el mundo tendrá que prescindir de los videos.

El sol sigue explotando

Las tormentas solares son el producto de explosiones magnéticas en la corona solar, la región más externa de la atmósfera solar que se extiende en el espacio. Para asombro de los exploradores del espacio, la temperatura allí es más alta que cerca de la superficie del sol. La parte más caliente del Sol es el núcleo. En la superficie, la fotosfera, se mide 5.500°C. En la corona, la temperatura sube a dos millones de grados centígrados. Este es solo uno de los muchos misterios que rodean al sol.

Otro son las erupciones solares, “llamaradas solares”. En un viento solar normal, la mezcla energéticamente cargada de partículas expulsadas avanza a unos 400 kilómetros por segundo. Por otro lado, en caso de tormenta solar severa ya se han medido picos de 3.000 kilómetros por segundo.

Una tormenta solar está en camino a la Tierra.

Las advertencias suenan como la emitida por la Agencia Espacial Europea (ESA) el 24 de enero de 2012: “Una gran llamarada solar ayer provocó una eyección de masa coronal moviéndose a 1.400 kilómetros por segundo que alcanzará la Tierra hoy. Es probable que cause una menor tormenta geomagnética que no afectará seriamente la infraestructura en la Tierra, como las redes telefónicas, pero puede desencadenar auroras en latitudes altas”.

El ciclo solar 25 está actualmente bajo conteo. Los últimos ciclos solares han sido relativamente tranquilos, si no inocuos, dice Christian Mostel, fundador y director del centro austriaco de pronóstico del tiempo Helio4Cast: “El último ciclo solar fue en realidad un ciclo bastante débil. Tuvimos suerte allí. Con el ciclo recién comenzando e intensificándose en el año 2022, todavía hay un debate sobre hacia dónde se dirige el viaje”.

Descubre las tormentas solares

Según Mostel, en 1750 no había satélites. Los investigadores observaron el sol y contaron las manchas solares oscuras. Al hacerlo, descubrieron que estas manchas oscuras en el disco solar aumentan y disminuyen en ciclos de unos once años: “El máximo ocurre en la mitad del tiempo, lo que significa para el ciclo solar actual: en tres años volverá a ser ese tiempo. Será un año”. 2025, según los supuestos de la exploración espacial actual, es mucho más turbulento que en las últimas décadas. Los esfuerzos que se están intensificando actualmente en todo el mundo para comprender mejor y predecir el clima soleado son, por lo tanto, muy objetivos.

Cuanto mayor sea el número de manchas solares y más activo sea el Sol, es probable que se produzcan tormentas solares más intensas en el espacio. No todo esto se propaga hacia la Tierra, y no todas las erupciones en la superficie del Sol alcanzan un tamaño peligroso. Pero por el contrario. Significativamente, estos eventos energéticos en el sol dan lugar a hermosas auroras en lugar de amenazas.

Esta información también es recopilada y difundida por las estaciones de pronóstico del tiempo espacial. Esta es la parte divertida del trabajo de un meteorólogo. El otro es informar al Equipo Global de Manejo de Crisis en caso de una emergencia.

Estaciones espaciales internacionales

Cuando una tormenta solar severa golpea la primera estación de medición en la Tierra, en el punto 1 de Lagrange, la Tierra no tiene mucho tiempo para reaccionar. El punto de medición está a 1,5 millones de km de la Tierra. Sin embargo, una tormenta de partículas activa solo necesita diez minutos para llegar a la atmósfera de la Tierra, no mucho tiempo para formar un equipo crucial.

Los puntos de Lagrange (Puntos L), llamados así por el matemático y astrónomo italiano Giuseppe Luigi Lagrange, marcan ubicaciones en el espacio donde la gravedad de la Tierra y el Sol actúan por igual. Hay cinco puntos de este tipo, y son de interés para los meteorólogos espaciales porque los satélites pueden permanecer estacionarios allí durante un período de tiempo más largo, proporcionando así resultados de observación consistentes.

Donde los mundos se equilibran

La L1 está actualmente ocupada por Estados Unidos y recibirá otro satélite de seguimiento de India en 2023. “Mission Aditya” es un proyecto de cooperación indoeuropeo. La propia Agencia Espacial Europea planea colocar otro puesto meteorológico permanente en el espacio en 2028/2029, en el punto L5.

A diferencia de L1, no está “aguas arriba” de la Tierra, sino 60 grados detrás de la Tierra. Permite una visión completamente diferente de las actividades de la corona solar. Se espera que esto brinde una “mejor visión” de las erupciones de masa coronal que tienen más probabilidades de amenazar el campo magnético de la Tierra. Para los centros de pronóstico del clima espacial como Helio4Cast, esto significa un momento emocionante para el modelado porque los datos en tiempo real cerca del Sol son escasos.

“Solar Orbiter” – un gato de todos los oficios entre sondas de medición

Cinco satélites están actualmente disponibles para los investigadores. Se conocen con nombres como Baby Colombo, Parker Solar Probe y Solar Orbiter. Los dos primeros son nombres famosos de científicos de exploración espacial. Por un lado, “Solar Orbiter” no parece muy emocionante, pero las apariencias engañan. En 2020, la Agencia Espacial Europea envió el satélite al espacio, equipado con todo lo que la exploración espacial tiene para ofrecer hoy. Y la inversión ha valido la pena, porque en marzo de 2022 el “Solar Orbiter” envió por primera vez a la Tierra datos en tiempo real de una tormenta solar.

Mostel: “Fue una historia muy común, porque las fechas llegan muy tarde. Ese principio, que tienes una sonda solar cerca del sol durante un período de tiempo más largo, que nos envía datos de las tormentas solares, sería la solución perfecta”. de todos modos, que es implementado por Europa con la misión Vigil en el punto L5″.

Llegaron los avisos

Los gobiernos de todo el mundo ahora están mostrando interés en invertir en un sistema de alerta temprana de tormentas solares. Las advertencias de la ciencia ahora se están entendiendo. Durante décadas, ha señalado la debilidad de la infraestructura técnica en la Tierra y en el espacio que se ha construido durante los últimos 160 años.

En 1859 una tormenta solar azotó la Tierra. En Londres, la aguja de un magnetómetro suspendida del techo con un hilo de seda comenzó a bailar salvajemente. En Canadá, de repente ya no se podían enviar telegramas a través de las líneas. En Boston, un funcionario del Departamento de Telégrafos desconectó extraoficialmente las baterías de su sistema.

Se dio cuenta de que la energía inducida en las líneas por la tormenta geomagnética era suficiente para enviar mensajes. Envió el siguiente mensaje en código Morse a sus colegas en Portland: “Ahora estamos trabajando exclusivamente con la corriente de auroras boreales. ¿Cómo recibieron mi mensaje? La respuesta de Portland: “Mucho mejor de lo habitual con baterías”.