La Agencia Espacial Europea acaba de realizar la simulación de meteorología espacial más extrema jamás concebida, un escenario catastrófico donde ninguna nave espacial sobreviviría intacta a una tormenta solar de una violencia inaudita, pero sin embargo creíble.
Esta simulación de una magnitud sin precedentes tuvo lugar en el centro de control de misiones de la ESA en Darmstadt, Alemania. Los equipos enfrentaron sus sistemas satelitales a una tormenta solar de una intensidad comparable al evento Carrington de 1859, la perturbación geomagnética más poderosa jamás registrada. Thomas Ormston, responsable adjunto de operaciones para la misión Sentinel-1D, destacó que en caso de tal evento, el objetivo principal sería proteger los satélites mientras se minimizan los daños, ya que ninguna solución ideal existiría frente a tal catástrofe espacial.
La misión Parker Solar Probe estudia de cerca el Sol.
Crédito: NASA GSFC/CIL/Brian Monroe El escenario simulado presentaba una triple amenaza solar devastadora cuyo guion es el siguiente.
Una erupción solar de clase X, la categoría más energética, golpea la Tierra en solo ocho minutos, perturbando inmediatamente los sistemas de comunicación y localización. Esta primera ola es seguida por un bombardeo intenso de partículas de alta energía - protones, electrones y partículas alfa - que impacta todos los satélites en órbita, provocando disfunciones electrónicas y daños materiales potenciales.
Aproximadamente quince horas después de la erupción inicial, una eyección de masa coronal de una magnitud excepcional viene a golpear el campo magnético terrestre. Esta colisión provoca una expansión significativa de la atmósfera superior de nuestro planeta, aumentando la resistencia atmosférica sobre los satélites hasta un 400%. Esta modificación brutal de las condiciones orbitales desestabiliza las trayectorias de las naves espaciales, multiplicando los riesgos de colisiones y reduciendo considerablemente su duración de vida operacional.
Jorge Amaya, coordinador de la modelización de la meteorología espacial en la ESA, explicó que el flujo energético colosal emitido por el Sol podría dañar la totalidad de nuestra flota satelital. Incluso los satélites en órbita baja, normalmente protegidos por el campo magnético terrestre, no se salvarían por un evento de la magnitud de Carrington.
Gustavo Baldo Carvalho, responsable principal de la simulación para Sentinel-1D, insistió sobre el carácter inevitable de tal evento. El ejercicio demostró cómo una tormenta solar mayor podría desencadenar fallas en cascada afectando todos los sistemas espaciales, desde la pérdida de satélites hasta la degradación de los sistemas de navegación y de las comunicaciones esenciales. Frente a esta perspectiva, la ESA desarrolla su red de vigilancia y prepara la misión Vigil prevista para 2031.
Las eyecciones de masa coronal
Las eyecciones de masa coronal representan explosiones colosales que ocurren en la corona solar, esta capa externa de la atmósfera del Sol. Estos fenómenos proyectan al espacio miles de millones de toneladas de plasma solar, un gas ionizado compuesto principalmente de electrones y protones, que viaja a velocidades que pueden alcanzar varios millones de kilómetros por hora.
Cuando estas nubes de partículas cargadas alcanzan la Tierra, interactúan con nuestro campo magnético, creando corrientes eléctricas intensas en la ionosfera y la magnetosfera. Esta interacción puede generar auroras polares espectaculares pero también inducir corrientes parásitas en las redes eléctricas terrestres y los oleoductos.
La energía liberada durante una eyección de masa coronal mayor equivale a millones de bombas nucleares explotando simultáneamente. Las más poderosas de estas erupciones pueden modificar temporalmente la forma del campo magnético terrestre y comprimir nuestra magnetosfera del lado que mira al Sol.
La detección temprana de estos eventos es esencial porque el tiempo entre la observación y el impacto en la Tierra varía generalmente entre 15 y 60 horas, ofreciendo una ventana crítica para implementar medidas de protección de las infraestructuras sensibles.
La protección de los satélites en órbita
Los satélites modernos integran varios niveles de protección contra las radiaciones espaciales, diseñados para resistir las condiciones hostiles del entorno orbital. El blindaje contra las radiaciones utiliza a menudo materiales de alta densidad como el tungsteno o polímeros especiales que absorben las partículas energéticas antes de que alcancen los componentes electrónicos sensibles.
Los sistemas electrónicos de los satélites emplean técnicas de endurecimiento a las radiaciones, incluyendo circuitos redundantes y memorias protegidas por códigos correctores de errores. Los diseñadores utilizan también componentes específicamente testados para resistir los efectos acumulativos de las radiaciones, que pueden provocar degradaciones progresivas de los semiconductores.
En caso de alerta de tormenta solar mayor, los operadores pueden poner los satélites en modo de supervivencia, orientando sus paneles solares para reducir la exposición a las partículas y desactivando los sistemas no esenciales. Algunas naves espaciales pueden también modificar temporalmente su altitud orbital para beneficiarse de una mejor protección del campo magnético terrestre.
El diseño de los satélites incluye sistemas de aislamiento eléctrico reforzados para prevenir las descargas electrostáticas, fenómeno común durante las tormentas geomagnéticas donde la acumulación de cargas en la superficie de los satélites puede crear arcos eléctricos destructores.
Pero todo esto no permite actualmente resistir completamente a un escenario catastrófico como el simulado por la ESA.
Fuente: Agencia Espacial Europea