Airbus Defence and Space

Swarm, o cómo mirar la Tierra con nuevos ojos

Por qué el magnetismo importa

swarmConstruida por Airbus Defence and Space, la misión Swarm de la Agencia Espacial Europea (ESA) medirá el campo magnético de la Tierra con unos niveles de precisión sin precedentes. Los tres satélites Swarm volarán en formación triangular con objeto de elaborar una perspectiva completa del campo magnético de la Tierra y de como está cambiando. Los satélites lo estudiarán todo, desde el núcleo hasta la corteza, y desde la superficie del planeta hasta el espacio, para examinar la “burbuja” magnética que rodea la Tierra y que conocemos como magnetosfera. A bordo también se encuentran instrumentos para medir la densidad de la atmósfera y la resistencia que ésta causa.

La misión Swarm, cuarta de las misiones Earth Explorer de ESA (después de GOCE, SMOS y CryoSat) no sólo es de gran interés para los científicos, sino que también es relevante, y de forma directa, para todos los que estamos en este planeta. Una mejor comprensión del campo magnético terrestre ayudaría a mejorar la navegación de barcos y aviones y se podría utilizar para predecir los efectos de la actividad solar. También necesitamos saber cómo está cambiando el campo magnético y qué pasaría si llegara a invertirse.

“Swarm mirará la Tierra con nuevos ojos”, dice el Director de Ciencia y Exploración de Airbus Defence and Space Reino Unido, Ralph Cordey. “Es un medio de detectar procesos que sencillamente a escala mundial no hemos podido hacer nunca antes con la resolución que aportará Swarm”.

“Va a proporcionar información nueva sobre las propiedades de nuestro núcleo y la generación del campo magnético en nuestro planeta y vincular éstas a las propiedades de la magnetosfera en torno a la Tierra”, añade Ralph. “Así que está haciendo un montón de trabajos a la vez que no hemos sido nunca capaces de hacer antes”.

Barra imantada

En términos simples la Tierra es una enorme barra imantada que flota en el espacio. Los navegantes han utilizado brújulas para aprovechar estas propiedades durante cientos de años: hay algunos indicios, incluso, de que los marinos chinos ya estaban utilizando brújulas hace 3.000 años. Lo que quizá sea sorprendente es que, pesar de la aparición del GPS, en la actualidad todavía estemos utilizando brújulas. Los barcos y aviones confían en una brújula como instrumento principal de navegación, sobre todo con mal tiempo, cuando a veces se pierden las señales de GPS.

Sin embargo, a diferencia de lo que sucede en una barra imantada, el campo magnético de la Tierra está cambiando y desplazándose constantemente. El norte magnético está en un sitio distinto al Polo Norte, y cambia de posición todo el tiempo. Estas fluctuaciones no se entienden todavía del todo pero son el resultado de la generación del campo magnético en el núcleo terrestre.

La mayoría de los científicos están de acuerdo en que el núcleo está formado por dos partes: un núcleo interior de hierro sólido y un núcleo exterior de hierro líquido. Este “océano exterior” de hierro se mueve continuamente y se piensa que su turbulento movimiento genera (y es el responsable de alterar) el campo magnético de la Tierra.

El resultado de tales cambios en el campo magnético implica que los mapas que muestran el campo magnético de la Tierra –y los mapas y cartas de navegación que se elaboran para barcos y aviones– han de ajustarse oficialmente cada cinco años. La información procedente de Swarm se utilizará para mejorar las simulaciones informáticas del campo magnético terrestre y de cómo y porqué está cambiando.

El campo magnético tiene áreas especialmente fuertes o débiles. Existe una en el hemisferio sur, conocida como la Anomalía del Atlántico Sur, en la que es especialmente débil. En los últimos ciento cincuenta años la totalidad del campo magnético de la Tierra se ha debilitado en más o menos un 10%. A la larga –pero sólo es probable que suceda dentro de un par de miles de años– el campo magnético de la Tierra podría incluso invertirse.

Los satélites Swarm nos proporcionarán una ventana a la estructura de la Tierra. El campo magnético tiene que ir del núcleo del planeta hasta la superficie, pasando por el manto. El manto incluye rocas con conductividad eléctrica y éstas pueden distorsionar la señal magnética. De modo que la comprensión de qué efecto tiene tal distorsión en la señal magnética proporcionará a los científicos información sobre la estructura del manto inferior.

Meteorología espacial

El Sol bombardea constantemente la Tierra con un torrente de partículas cargadas, denominado “viento solar”, y, de forma ocasional, con erupciones más violentas, como las “erupciones solares”. En ocasiones podemos ver esta actividad bajo la forma de una espectacular aurora: las denominadas “Aurora Boreal” y “Aurora Austral”. A esta interacción entre el Sol y la Tierra se la conoce como meteorología espacial y estamos protegidos de sus efectos más dañinos gracias a la magnetosfera. La magnetosfera hace posible la vida en nuestro planeta; sin ésta, la atmósfera podría verse arrancada de cuajo.

solar wind - copyright esaLas tormentas solares pueden causar perturbaciones eléctricas en la magnetosfera, con efectos potencialmente dañinos para los satélites en órbita, las comunicaciones o incluso la red de suministro eléctrico. Poder hacer pronósticos de meteorología espacial se está volviendo cada vez más importante y varios científicos por toda Europa piensan utilizar Swarm para crear un modelo más preciso de la actividad solar y de su influencia sobre la Tierra. También hay planes para coordinar Swarm con misiones anteriores, como el cuarteto de satélites Cluster construido por Airbus Defence and Space para la Agencia Espacial Europea, que ya está estudiando la magnetosfera terrestre, y la pareja STEREO (“Observatorio de las Relaciones entre el Sol y la Tierra) de NASA, que está estudiando el Sol.

A corto plazo, los científicos esperan ser capaces de utilizar la combinación de estos satélites para hacer un seguimiento a grandes eventos de la meteorología espacial, del tipo que podría plantear problemas a los sistemas de suministro eléctrico y satélites con base en la Tierra. A más largo plazo, prevén crear modelos informáticos mucho mejores del entorno espacial para ayudar a predecir los efectos de la futura meteorología espacial. Cualesquiera productos desarrollados a partir de éstos podrían potencialmente aportar ventajas a los operadores de satélites, además de a las compañías eléctricas y de telecomunicaciones.

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