Tres cohetes financiados por la NASA se lanzarán desde el campo de investigación Poker Flat en Fairbanks, Alaska, en un experimento que busca revelar cómo las subtormentas aurorales afectan el comportamiento y la composición de la atmósfera superior de la Tierra.
El resultado del experimento podría cambiar una teoría de larga data sobre la interacción de la aurora con la termosfera. También puede mejorar la predicción del clima espacial, algo fundamental a medida que el mundo depende cada vez más de los dispositivos basados en satélites, como las unidades GPS, en la vida cotidiana.
El Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska Fairbanks (UAF) es propietario de Poker Flat, ubicado a 20 millas al norte de Fairbanks, y lo opera bajo un contrato con la Instalación de Vuelo Wallops de la NASA en Virginia, que es parte del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
El experimento, titulado Ondas Aurorales Excitadas por Eventos Magnéticos de Inicio de Subtormentas, o AWESOME, cuenta con un cohete de cuatro etapas y dos cohetes de dos etapas, todos lanzados en un período de aproximadamente tres horas.
Los coloridos trazadores de vapor del más grande de los tres cohetes deberían ser visibles en gran parte del norte de Alaska. La ventana de lanzamiento es del 24 de marzo al 6 de abril.
La misión, dirigida por Mark Conde, profesor de física espacial en la UAF, involucra a alrededor de una docena de estudiantes de posgrado investigadores de la UAF en varios sitios de monitoreo terrestre en Alaska en Utqiagvik, Kaktovik, Toolik Lake, Eagle y Venetie, así como en Poker Flat. La NASA entrega, ensambla, prueba y lanza los cohetes.
"Nuestro experimento plantea la pregunta, cuando la aurora se vuelve loca y arroja un montón de calor a la atmósfera, ¿cuánto de ese calor se gasta transportando el aire hacia arriba en una columna convectiva continua y cuánto de ese calor resulta en oscilaciones no solo verticales sino también horizontales en la atmósfera?" Dijo Conde.
Confirmar qué proceso es el dominante revelará la amplitud de la mezcla y los cambios relacionados en las características del aire fino.
"El cambio en la composición de la atmósfera tiene consecuencias", dijo Conde. "Y necesitamos saber el alcance de esas consecuencias".
La mayor parte de la termosfera, que se extiende entre 50 y 350 millas sobre la superficie, es lo que los científicos llaman "convectivamente estable". Eso significa un movimiento vertical mínimo del aire, porque el aire más caliente ya está en la parte superior, debido a la absorción de la radiación solar.
Cuando las subtormentas aurorales inyectan energía e impulso en la termosfera media e inferior (aproximadamente de 60 a 125 millas de altura), alteran esa estabilidad. Eso lleva a una teoría prevaleciente: que el calor de las subtormentas es lo que causa la agitación de movimiento vertical de la termosfera.
Conde cree, en cambio, que las ondas de flotabilidad acústica son la fuerza de mezcla dominante y que la convección vertical tiene un papel mucho menor. Debido a que las ondas de flotabilidad acústica viajan vertical y horizontalmente desde donde golpea la aurora, los cambios atmosféricos causados por la aurora podrían estar ocurriendo en un área mucho más amplia de lo que se cree actualmente.
Una mejor predicción de los impactos de esos cambios es el objetivo práctico de la misión AWESOME.
"Creo que nuestro experimento conducirá a un método más simple y preciso de predicción del clima espacial", dijo Conde.
Se planea que dos cohetes Terrier-Improved Malemute de dos etapas y 42 pies se lancen respectivamente unos 15 minutos y una hora después de que comience una subtormenta auroral. Se planea lanzar un cohete Black Brant XII de cuatro etapas y 70 pies unos cinco minutos después del segundo cohete.
Los dos primeros cohetes liberarán trazadores a altitudes de 50 y 110 millas para detectar el movimiento del viento y las oscilaciones de las olas. El tercer cohete liberará trazadores a cinco altitudes, de 68 a 155 millas.
Los rastros de vapor rosa, azul y blanco deben ser visibles desde el tercer cohete durante 10 a 20 minutos. Los lanzamientos deben ocurrir en las horas del amanecer, con la luz del sol golpeando las altitudes superiores para activar los trazadores de vapor del primer cohete, pero oscuridad en la superficie para que las cámaras terrestres puedan fotografiar la respuesta de los trazadores al movimiento del aire.
