Tormentas Solares

INTRODUCCIÓN

Para la raza humana, sabemos  que el sol tiene gran importancia para la vida en la tierra, y pocos conocemos realmente el origen y las variaciones que presentan las tormentas solares, las manches solares,  que son manchas oscuras en la superficies del sol, contienen campos magnéticos, siendo estos transitorios y concentrados, estas se forman y desaparecen en periodos de días o semanas, provocan problemas en las comunicaciones, en los satélites, Aumento de radiación en la alta atmósfera y en los animales migratorios.

En la actualidad, gracias a la tecnología, característica propia del ser humano ha logrado construir a partir de materias primas, una gran variedad de objetos, máquinas y herramientas entre la ciencia y la  técnica propiamente dichas, recurriendo a los conocimientos científicos y dando como  resultados avanzados todos los sucesos que se ha expandido en nuestra estrella solar.

¿Pero porque ahora son peligrosas las tormentas solares?

El problema es la electricidad.

En 1859 se produjo una gran llamarada solar que efecto a las primeras redes del telégrafo instaladas de Norteamérica y Europa, provocando cortocircuitos e incendios. Produjo Auroras Boreales incluso en el Caribe o en las islas Baleares (y no en el Ártico como es habitual). A este fenómeno se le denomino evento Carrington, porque un científico con ese nombre realizo el seguimiento del sol.

La fulguración de Carrington

A veces, se habla de la fulguración de Carrington debido a que este científico hacía unos bocetos de un grupo de manchas solares el jueves primero de septiembre debido a la dimensión de las regiones oscuras, cuando, a las 11:18, se dio cuenta de un intenso estallido de luz blanca que parecía salir de dos puntos del grupo de manchas. Quiso compartir el espectáculo con alguien pero no había nadie más en el observatorio. Diecisiete horas más tarde una segunda oleada de auroras boreales convirtió la noche en día en toda Norte América hasta Panamá. Algunos ejemplos ilustran la magnitud de este hecho: se podía leer el periódico bajo la luz entre roja y verdosa de las auroras, mientras que los mineros de oro de las Montañas Rocosas se levantaron y merendaron de madrugada, creían que el Sol salía detrás de una cortina de nubes. A la sazón había muy pocos aparatos eléctricos, pero los pocos que había dejaron de funcionar, por ejemplo, los sistemas telegráficos dejaron de funcionar en Europa y Norte América.

Imagen del Sol donde pueden verse en la parte inferior unas manchas solares.

  

Si la *tormenta de Carrington no tuvo consecuencias brutales fue debido a que nuestra civilización tecnológica todavía estaba en sus inicios: si se diese hoy los satélites artificiales dejarían de funcionar, las comunicaciones de radio se interrumpirían y los apagones eléctricos tendrían proporciones continentales y los servicios quedarían interrumpidos durante semanas. Según los registros obtenidos de las muestras de hielo una fulguración solar de esta magnitud no se ha producido en los últimos 500 años, aunque se producen tormentas solares relativamente fuertes cada cincuenta años, la última el 13 de noviembre de 1960 (53 años).

  

El ciclo de actividad solar

La aparición de manchas solares, la actividad magnética, y otros datos relacionados con estos fenómenos siguen un ciclo que dura 11 años. El ciclo actual empezó el mes de enero de 2008, tras la pausa actual, llevarán unos cinco años la actividad solar será cada vez mayor. En los últimos 11 años han explotado en la superficie del Sol unas 13.000 nubes de plasma y unas 21.000 fulguraciones solares.

Se podría decir que las tormentas solares son similares a las tormentas terrestres a una escala superior, aunque, en el caso de las solares los gases del viento solar van acompañados de campos magnéticos que les dan forma y proporcionan energía. Como se da en el caso de las tormentas eléctricas son explosiones de partículas de altas energías e intensos rayos X debido de los cambios del campo magnético. En el proceso de fusión nuclear, que origina la energía del Sol, hay una pérdida de masa del 0,7 %, que se convierte en energía tal y como expresa la conocida fórmula de Einstein:

E = mc^2

Cuando un gramo de hidrógeno se transforma por fusión nuclear en 0,993 gramos de helio, se liberan 50.000 kWh de energía.[cita requerida] Esta energía se transmite primero por radiación dentro de una capa esférica —zona radiante— de 500.000 km de grueso y después se transmite por convección a través de otra capa esférica de 200.000 km—zona convectiva. Esta capa de convección es como un líquido en ebullición: por esto el Sol presenta con fuerte ampliación óptica una superficie granulada correspondiente a la cumbre de las células convectivas. La estructura granulada cambia de forma rápidamente (como cambia la superficie del agua hirviendo) y una unidad de la granulación se ve aparecer y desaparecer en diez o quince minutos. Con estas dos clases de transporte, la energía producida al núcleo solar ya puede escapar del Sol y radiar en todas direcciones.

La mayoría de estas tormentas producen auroras boreales en las regiones árticas que comparadas con los fenómenos meteorológicos parecerían un pequeño aguacero, pero a veces, el Sol es capaz de crear un auténtico vendaval.

Nadie ha experimentado una tormenta de estas proporciones, pero Kenneth G. McCracken de la Universidad de Maryland descubrió en los núcleos de muestras de hielo de la Antártida y Groenlandia aumentos bruscos de nitratos, que ya se conocía que correspondían a intensas ráfagas de viento solar. La anomalía de nitratos de 1859 es la mayor en 500 años y equivale a la suma de episodios más importantes en los últimos 40 años.

¿Qué es una tormenta solar o tormenta geomagnética y cómo puede afectarnos?

 Según definiciones de la Aeronáutica Nacional y Administración Espacial, National Aeronautics and Space Administration, por sus siglas en inglés, NASA, se dice que:

•Llamarada Solar. Es una rápida liberación de energía de una región específica en el Sol en la forma de radiación electromagnética, partículas energéticas y movimientos de masa.

•Radiación Electromagnética. Es una radiación que viaja por el espacio a la velocidad de la luz y se propaga por la interacción de campos eléctricos y magnéticos oscilantes.

Las áreas en el hemisferio Norte son las más susceptibles de verse afectadas dada su cercanía al Polo Norte, el cual tiende a atraer gran parte de la energía que llega a la tierra. De hecho las llamaradas solares causan espectaculares auroras boreales.

Pero con la globalización e intercomunicación de sistemas a nivel mundial y el uso internacional y compartido de satélites y sistemas internacionales, que pudieran verse afectados por estas "tormentas" solares, todos probablemente estamos expuestos a sentir sus efectos o consecuencias en los próximos años.

El incremento en la cantidad de satélites orbitando la tierra y la interconexión de sistemas de distribución de energía eléctrica, telecomunicaciones y transmisión de señales de televisión, radio, video, audio y datos en los cuales la sociedad actual depende para su desenvolvimiento diario crean el escenario para un mayor impacto en nuestras vidas de estas poco conocidas tormentas o llamaradas solares.

Principales efectos y consecuencias de las tormentas solares

Entre los principales efectos y problemas que pueden causar las llamaradas y tormentas solares se encuentran:

1. Alteración de la órbita de satélites: Las capas superiores de la atmósfera se expanden como consecuencia de su ionización lo cual puede interferir con la órbita de satélites de "baja" altura.

2. Comportamiento errático de equipo electrónico en satélites: Cargas eléctricas pueden acumularse en la superficie de los satélites, provocando falsas señales e iniciando procedimientos correctivos innecesarios. De hecho, esto ya ocurrió con un satélite cuyos motores de impulso comenzaron a activarse, sacándolo de curso.

3. Mala comunicación con satélites: Aún en el caso de los satélites militares y otros equipos más modernos, diseñados para resistir grandes cantidades de radiación y que no se verían dañados por la misma, su transmisión de información a la tierra puede verse afectada en los momentos en que una llamarada o tormenta solar afecte a la Tierra. El uso de modernos componentes cada vez más pequeños hace algunos satélites más susceptibles a la radiación.

4. Servicios de voz, data y video degradados o interrumpidos: Los cada vez más comunes servicios que usan satélites para enviar transmitir datos, voz y video y comunicar sistemas y personas alrededor del globo podrán verse degradados e incluso suspendidos por tormentas y llamaradas solares.

5. Peligro para astronautas y sus instrumentos: Las partículas energéticas aceleradas de las llamaradas solares pueden resultar dañinas para cosmonautas y los instrumentos electrónicos en uso en el espacio, aunque en general estos se encuentran a salvo dentro de sus naves o estaciones espaciales. Pero las misiones de exploración fuera de cabina deberán proporcionar protección y vigilancia para los tripulantes ante las radiaciones solares.

6. Interrupciones del fluido eléctrico en grandes áreas: Los pulsos electromagnéticos pueden sobrecargar los sistemas de energía eléctrica y provocar interrupciones, en particular en grandes sistemas compuestos por la interconexión de múltiples redes de distribución.

7. Interrupción del servicio GPS: Es cada vez mayor en gran parte de las actividades de navegación, exploración y transporte, tanto a nivel civil como militar y en tierra, aire y mar, el uso del Sistema de Posicionamiento Global o GPS para identificar y monitorear automáticamente la posición de un navío, persona o móvil en cualquier punto del globo. Los equipos de GPS dependen en su totalidad de una red de satélites orbitando alrededor de la Tierra, cuyas señales combina para determinar y proporcionar la ubicación exacta donde nos encontramos. Si fallan los satélites, los sistemas de GPS estarán incapacitados de proporcionar información adecuada o asistir en la corrección de rumbo, cálculo de distancias, períodos de travesía y ubicación específica en una zona. Tómese en cuenta que el Sistema GPS es de importancia vital en maniobras militares y operaciones a distancia, las cuales podrán ver su precisión reducida a un margen de error de 10 a 100 metros (según informes militares) o en circunstancias críticas prescindir por completo del servicio.

8. Problemas con radares: Los radares en tierra podrán ver afectado su funcionamiento, debido al "ruido" provocado por las tormentas, dejando sus informaciones carentes de valor o incluso con datos errados.

9. Interrupción de señales de radio: Señales de radio de larga distancia pueden interrumpirse como consecuencia de cambios en la ionosfera terrestre.

10. Dificultades con la televisión por cable y vía satélite: Los problemas arriba mencionados pueden afectar también los satélites de transmisión televisiva, resultando en problemas en la difusión de la programación.

11. Problemas con teléfonos celulares y radios portátiles: Que usan la ionosfera para enviar señales de radio, así como aquellos que dependen de satélites para su comunicación.

Ciencia y Tecnología

Conozca las futuras misiones espaciales

La NASA ha seleccionado esta semana 12 proyectos científicos espaciales y ha aprobado su financiación. Entre sus principales objetivos están: encontrar vida en otros planetas, explotar recursos energéticos o lograr capturar asteroides. ¿Qué nos espera en el futuro?

"Estamos trabajando con los [científicos] innovadores de todo el país para transformar el futuro de la industria aeroespacial al mismo tiempo que avanzamos en nuestras inversiones de conceptos para hacer frente a los actuales desafíos de interés: tanto en el espacio como en la Tierra", indicó en un comunicado Michael Gazarik, administrador asociado de la NASA en Washington para el Directorio de Misiones de Tecnología Espacial.

Estos 12 proyectos para la exploración espacial fueron seleccionados en el marco del programa de la NASA sobre Conceptos Innovadores Avanzados (NIAC, por sus siglas en inglés). Entre los conceptos que más han llamado la atención se encuentran un submarino que explorará la luna Titán de Saturno, donde se encuentran lagos de hidrocarburos, y otro para capturar asteroides y desechos espaciales.

En la primera fase del proyecto se invertirán 100.000 dólares en cada uno y, tras nueve meses de trabajo e investigaciones, los responsables deberán exponer las posibilidades reales de llevar a cabo sus propuestas. En caso de 'aprobar el examen' se invertirán 500.000 dólares más para que se pueda continuar con las investigaciones en los próximos dos años. Estos son algunos de los proyectos:

Submarino en la luna de Saturno

Desarrollar un submarino para explorar el Mar del Kraken, un inmenso cuerpo líquido de hidrocarburos en el norte de Titán, la luna de Saturno. La nave sería autónoma y llevaría a cabo investigaciones científicas detalladas bajo la superficie del mar. La misión estaría lista en 2040. Desde que el año pasado la nave Cassini de la NASA reveló que Titán contiene 40 veces más hidrocarburos que todos los pozos de petróleo juntos de nuestro planeta, esta luna se ha convertido en un importante foco de estudio para los científicos.

Capturar asteroides y basura espacial

Un grupo de nanosatélites se encargarían de capturar asteroides o meteoritos que amenazan la Tierra, así como la basura espacial que se acumula en el espacio desde hace décadas.

Estudiar asteroides

Diseñar una nave que se acerque a un asteroide o cometa liberando a la distancia un enjambre de pequeñas sondas. A partir de esta tecnología se podría mapear el campo gravitatorio del cuerpo y lograr describir tanto su composición, como su estructura.

1.000 veces mejor que el Hubble

El Aragoscope es un innovador concepto de telescopio espacial que aprovecharía los principios de difracción para capturar imágenes con una resolución 1.000 veces mayor que la del telescopio espacial Hubble.

Misión en el espacio profundo

El Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS) es un concepto de propulsión para misiones en el espacio profundo que utilizaría la energía del sol para 'catapultarse' a las afueras del Sistema Solar, alcanzando velocidades mayores a los 700 kilómetros por segundo.

Exploración planetaria

 Los sistemas de una futura nave espacial, que se desplegarían en otros planetas o lunas, llevarían a cabo estudios sobre la gravedad y harían un reconocimiento detallado del lugar.