En marcha la misión espacial que investigará las corrientes eléctricas en chorro

Después de su lanzamiento al espacio mediante un cohete Falcon 9 de SpaceX el pasado 14 de marzo (o 15 dependiendo de la zona horaria), los tres satélites de la misión EZIE (Electrojet Zeeman Imaging Explorer) han sido comprobados en días posteriores y se ha confirmado que ya están en condiciones de hacer el trabajo para el que fueron diseñados.

Muy por encima de los polos, intensas corrientes eléctricas llamadas corrientes eléctricas en chorro fluyen a través de la atmósfera superior de la Tierra cuando las auroras resplandecen en el cielo. Estas corrientes eléctricas en chorro de las auroras impulsan alrededor de un millón de amperios de carga eléctrica alrededor de los polos por segundo. Los cambios rápidos en estas corrientes pueden provocar problemas como cortes del servicio eléctrico.

La misión EZIE tiene por objetivo profundizar en el conocimiento de estas poderosas corrientes. Los nuevos conocimientos que se obtengan podrían ayudar a mitigar en la Tierra los citados efectos negativos de su actividad.

La misión EZIE consta de tres pequeños satélites CubeSat, cada uno del tamaño de una maleta. Volando en una formación especial, siguiéndose uno al otro mientras viajan en órbita alrededor de la Tierra, de polo a polo, a unos 550 kilómetros de altitud, los tres satélites observarán las corrientes eléctricas en chorro que fluyen más abajo, a unos 100 kilómetros por encima del suelo, en una capa electrificada de la atmósfera terrestre llamada ionosfera.

Durante cada órbita, cada nave EZIE cartografiará las corrientes eléctricas en chorro. Estos satélites volarán sobre la misma región con una separación de dos a diez minutos entre sí, lo que ayudará a revelar cómo cambian las corrientes eléctricas en chorro.

Recreación artística de los tres satélites de EZIE volando en órbita alrededor de la Tierra y escrutando la franja de interés de la ionosfera. (Ilustración: NASA / Johns Hopkins APL / Steve Gribben)

Con anterioridad a EZIE, ya se hicieron desde tierra y desde el espacio observaciones de corrientes eléctricas en chorro, las cuales son una pequeña parte de un vasto circuito eléctrico que se extiende por 160.000 kilómetros, desde la Tierra al espacio. Pero durante décadas, la comunidad científica ha debatido sobre qué apariencia general tiene este sistema en general y cómo evoluciona. El equipo de la misión EZIE espera poder zanjar ese debate.

EZIE es la primera misión dedicada exclusivamente al estudio de las corrientes eléctricas en chorro, y lo hace con una técnica de medición del todo nueva.

Esta técnica requiere observar la emisión de microondas de las moléculas de oxígeno a unos 16 kilómetros por debajo de las corrientes eléctricas en chorro. Normalmente, las moléculas de oxígeno emiten microondas a una frecuencia de 118 gigahercios. Sin embargo, las corrientes eléctricas en chorro crean un campo magnético que puede dividir esa línea de emisión de 118 gigahercios, en un proceso denominado efecto Zeeman. Cuanto más fuerte sea el campo magnético, más separada estará la línea.

Cada una de las tres naves EZIE lleva un instrumento llamado magnetómetro de microondas de corrientes eléctricas en chorro que observará el efecto Zeeman y medirá la intensidad y la dirección de los campos magnéticos de esas corrientes. Construidos por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en Estados Unidos, cada uno de estos instrumentos utilizará cuatro antenas apuntadas en diferentes ángulos para analizar los campos magnéticos a lo largo de cuatro recorridos diferentes mientras las naves EZIE recorren su órbita.

La tecnología utilizada en los magnetómetros de microondas de corrientes eléctricas en chorro fue desarrollada originalmente para estudiar la atmósfera y los sistemas meteorológicos de la Tierra. Los ingenieros del JPL redujeron el tamaño de los detectores de radio para que pudieran caber en satélites pequeños, incluyendo los de las misiones TEMPEST-D y CubeRRT de la NASA, y mejoraron los componentes que separan la luz en longitudes de onda específicas.

Las corrientes eléctricas en chorro fluyen a través de una región que es difícil de estudiar directamente, ya que es demasiado alta para que lleguen a ella los globos sonda, y demasiado baja para que permanezcan allí los satélites. La nueva técnica de observación soluciona este dilema. (Fuente: NASA / NCYT de Amazings)