Una nueva misión de la NASA capturará imágenes del «halo» invisible de la Tierra, la tenue luz que emite la exosfera, la capa atmosférica más externa de nuestro planeta, a medida que se transforma y cambia en respuesta al Sol.
Comprender la física de la exosfera es un paso clave para pronosticar condiciones peligrosas en el espacio cercano a la Tierra, un requisito para proteger a los astronautas de Artemis que viajan por la región camino a la Luna o en futuros viajes a Marte. El Observatorio Carruthers Geocorona se lanzará desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida no antes del martes 23 de septiembre.
A principios de la década de 1970, los científicos solo podían especular sobre la extensión espacial de la atmósfera terrestre. El misterio radicaba en la exosfera, la capa más externa de nuestra atmósfera, que comienza a unos 480 kilómetros de altura. Los teóricos la concibieron como una nube de átomos de hidrógeno -el elemento más ligero que existe- que se había elevado tanto que los átomos escapaban activamente al espacio. Pero la exosfera solo se revela a través de un tenue «halo» de luz ultravioleta conocido como geocorona.
APOLO 16
El científico e ingeniero pionero Dr. George Carruthers se propuso observarla. Tras lanzar algunos prototipos en cohetes de prueba, desarrolló una cámara ultravioleta lista para un viaje espacial sin retorno.
En abril de 1972, los astronautas del Apolo 16 colocaron la cámara de Carruthers en las Tierras Altas de Descartes de la Luna, y la humanidad tuvo la primera visión de la geocorona terrestre. Las imágenes que produjo fueron tan impresionantes por lo que capturaron como por lo que no.
«La cámara no estaba lo suficientemente lejos, estando en la Luna, como para abarcar todo el campo de visión», dijo en un comunicado Lara Waldrop, investigadora principal del Observatorio de Geocorona de Carruthers. «Y fue realmente impactante que esta ligera y esponjosa nube de hidrógeno alrededor de la Tierra pudiera extenderse tan lejos de la superficie». Waldrop lidera la misión desde la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, donde George Carruthers fue alumno.
SE EXTIENDE AL MENOS HASTA LA MITAD DE LA DISTANCIA A LA LUNA
Hoy en día, se cree que la exosfera se extiende al menos hasta la mitad de la distancia que lleva a la Luna. Pero las razones para estudiarla van más allá de la curiosidad por su tamaño.
Cuando las erupciones solares alcanzan la Tierra, impactan primero en la exosfera, desencadenando una cadena de reacciones que a veces culminan en peligrosas tormentas meteorológicas espaciales. Comprender la respuesta de la exosfera es importante para predecir y mitigar los efectos de estas tormentas. Además, el hidrógeno -uno de los componentes atómicos del agua, o H2O- escapa a través de la exosfera. Mapear este proceso de escape arrojará luz sobre por qué la Tierra retiene agua mientras que otros planetas no, lo que nos ayudará a encontrar exoplanetas, o planetas fuera de nuestro sistema solar, que podrían hacer lo mismo.
El Observatorio Geocorona Carruthers de la NASA, llamado así en honor a George Carruthers, está diseñado para capturar las primeras imágenes continuas de la exosfera terrestre, revelando su extensión completa y su dinámica interna. «Nunca antes habíamos tenido una misión dedicada a realizar observaciones exosféricas», declaró Alex Glocer, científico de la misión Carruthers en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «Es realmente emocionante que vayamos a obtener estas mediciones por primera vez».
VIAJE A L1
Con un peso de 240 kilos y un tamaño aproximado al de un sofá de dos plazas, la nave espacial Carruthers se lanzará a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX junto con la sonda IMAP (Sonda de Mapeo y Aceleración Interestelar) de la NASA y el satélite meteorológico espacial SWFO-L1 (Seguimiento del Clima Espacial – Lagrange 1) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Tras el lanzamiento, las tres misiones comenzarán una fase de crucero de cuatro meses hasta el punto Lagrange 1 (L1), un lugar aproximadamente 1 millón de kilómetros más cerca del Sol que la Tierra. Tras un mes de pruebas científicas, la fase científica de dos años de Carruthers comenzará en marzo de 2026.
Desde L1, aproximadamente cuatro veces más lejos que la Luna, Carruthers capturará una vista completa de la exosfera utilizando dos cámaras ultravioleta: un sensor de campo cercano y uno de campo amplio.
«El sensor de campo cercano permite acercarse mucho para ver cómo varía la exosfera cerca del planeta», explicó Glocer. «El sensor de campo amplio permite ver la extensión completa de la exosfera y cómo cambia lejos de la superficie terrestre».
Los dos sensores mapearán juntos los átomos de hidrógeno a medida que se mueven a través de la exosfera y finalmente hacia el espacio. Pero lo que aprendamos sobre el escape atmosférico en nuestro planeta se aplica mucho más allá.
«Comprender cómo funciona esto en la Tierra nos ayudará enormemente a comprender los exoplanetas y la rapidez con la que sus atmósferas pueden escapar», concluyó Waldrop.
Al estudiar la física de la Tierra, el único planeta que conocemos que alberga vida, el Observatorio Geocorona de Carruthers puede ayudarnos a saber qué buscar en otras partes del universo.
