Cohete de sondeo de NASA observa las semillas de las nubes noctilucentes

Uno de los dos cohetes de sondeo de CHAMPS (carga y masa de partículas meteóricas de humo) lanzados en octubre 13,2011 de la gama de Andoya cohetes en el norte de Noruega. Los instrumentos de CAMPOS  proporcionan las primeras medidas de la densidad número y tamaño de partículas de polvo meteórica, que son las semillas de nubes luminosas y brillantes sobre la noche de polos llamado nubes noctilucentes. Crédito: NASA

 

Un flujo constante de desechos espaciales fluye hacia la Tierra desde el resto del Sistema Solar. Meteoros grandes a veces pueden sobrevivir la intensa fricción y calor al entrar en la atmósfera de la Tierra, pero en gran medida los meteoros se evaporan y se transforman en partículas minúsculas que se dejan a través de la atmósfera. Estas partículas son tan ligeras y están por todas partes que los científicos se refieren a ellos como humo. El seguimiento de cómo este humo se arremolinan alrededor de la Tierra tiene implicaciones para la comprensión de los patrones meteorológicos y climáticos, incluyendo, creen los científicos, la formación de un fenómeno polar de nubes brillantes conocido como nubes noctilucentes.

 

En octubre de 2011, un cohete de sondeo por la NASA ha viajado hacia arriba a través de estas nubes de hielo para un viaje de cinco minutos y recoger algunos de los primeros datos sobre cuánto humo existente, ¿qué tamaño tienen las partículas, qué carga eléctrica tienen, y si de hecho podrían formar estas nubes brillantes como se predijo. La misión de carga y masa del meteórico humo de partículas (Campos) demostró que había hecho suficiente humo – pero los datos también pueden requerir ajustes al modelo actual.

 

El aspecto más importante de las mediciones de Campos es que puede dar a la gente confianza, "dice Scott Robertson quien es un científico espacial de la Universidad de Colorado en Boulder y el investigador principal de la misión. "Los modelos de polvo minúsculo de meteorito se encuentra en el corazón de cristales de hielo en las nubes noctilucentes son probablemente un hecho, porque hay unos 20.000 partículas por centímetro cúbico allí".

 

Estas nubes brillantes de la noche--también conocido como nubes polares de la mesosfera, puesto que ocurren en una capa de la atmósfera llamada la mesosfera-- fueron notadas en 1885, estacional que aparecen sobre los polos de verano. Su azul plateado brilla inmediatamente intrigados turistas y científicos por igual, pero se ha aprendido mucho de lo que los científicos saben acerca de ellos sólo en la última década, con la ayuda de técnicas de teledetección diferentes, incluyendo instrumentos en una nave espacial de la NASA llamada objetivo (aeronomía de hielo en la mesosfera). Los científicos saben ahora que las nubes brillan porque están tan altas que reflejan la luz del Sol sobre el horizonte y su aspecto se refiere directamente a las ocurrencias en tiempo terrestre en la atmósfera de la Tierra. También se cree que las nubes están hechas enteramente de cristales de agua helada que han crecido en el polvo meteórico.

 

"Las partículas de humos son transportadas a través de la mesosfera hacia los polos," dice centro de Diego Janches que investiga la micrometeors de vuelo de espacial de Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland "en el verano, la mesosfera sobre los polos es el lugar más frío del planeta, por lo que tiene temperaturas muy frías, vapor de agua y una superficie dura en forma de humo meteórica. La teoría es que esos hielo cristales pueden formarse alrededor de la superficie dura y crear nubes noctilucentes."

 

Desde 2007, un puñado de instrumentos--transmitidos por cohete, base radar y sensores remotos vía satélite de la Tierra – libremente han confirmado la presencia de este polvo. CAMPOS, sin embargo, fue diseñado para devolver información más precisa sobre la presencia y cualidades del humo meteórico por medición directa de sus cualidades.

 

En octubre de 2011, dos cohetes de Campos se lanzaron desde la gama de Andoya cohetes en el norte de Noruega. Uno lanzado durante la noche el 11 de octubre y uno durante el día 13 de octubre para medir cómo la luz ultravioleta del sol altera la carga eléctrica en el humo. El sitio de Andoya estaba bien adaptado para este lanzamiento desde tierra la base lidar e instalaciones de radar han ya cuidadosamente trazado las características de la región de la mesosfera de la atmósfera, a una altura de 30 a 60 km para arriba en el cielo. En algún lugar en medio de la mesosfera, a unos 50 kilómetros, comienza una región de la atmósfera de la Tierra que lleva electrones e iones, llamados la ionosfera, que continúa extendiendose hacia arriba a unos 600 km de altitud.

 

Cada cohete CHAMPS (Campos) voló un total de sólo 300 segundos, lo cual acelera hacia arriba y activa sus instrumentos después de unos 110 segundos, a unos 35 kilómetros de la Tierra. Los instrumentos reunieron 40 segundos de datos hasta que el cohete alcanza su altura superior a 60 km. El cohete comenzó su descenso durante 40 segundos de datos antes de dejar la mesosfera y continuando hacia abajo hasta que se estrelló en el océano. Como los cohetes volaron a través del espacio, un detector incorporado mide la densidad, el tamaño y la carga de las partículas.

 

Nubes noctilucentes streaming a través del cielo en Utrecht, Holanda el 16 de junio de 2009. Imagen cortesía: Robert Wielinga

 

 

Los instrumentos caracterizan el humo meteórico en un nivel de detalle nunca antes hecho. A 50 km de altitud, CHAMPS miden directamente 4.000 cargadas partículas por centímetro cúbico, y los científicos estiman que los instrumentos detectaron alrededor del 20% del número total de partículas. El número total fue, por lo tanto, más cerca a 20.000 por centímetro cúbico – para cristales más que suficiente para servir como las semillas para el hielo en las nubes noctilucentes.

 

Sin embargo, en otras formas, las observaciones no coinciden con los requisitos para el modelo existente. Cada partícula fue menor de lo que dicen las teorías científicas se necesita para formar cristales de hielo. CAMPOS encontró que las partículas oscilaron entre 0,4 y 1,2 nanómetros en radio. Las partículas de este tamaño no se creen que tienen suficiente superficie de cristales de hielo para formar a su alrededor, y tan actuales modelos requieren partículas con al menos un radio de 1,5 nanómetros. Pero los datos de Campos también demostraron que estas partículas fueron acusadas, que pueden aumentar la probabilidad de que el hielo crecerán en ellos. Los datos también mostraron diferentes cantidades de partículas cargadas a diferentes alturas y en diferentes momentos durante el día y la noche. Esto también se deberá incorporarse en los nuevos modelos de formación de las nubes noctilucentes.

 

"Hemos empezado hablar modeladores para discutir las implicaciones de los datos," dice Robertson. "Queremos ver lo que sucede a nuestros modelos de química atmosférica, si pones en este muchas de partículas de polvo, con estos tamaños y cargas".

 

Cada mejora a un modelo aumenta nuestra comprensión de los complejos movimientos e intercambios de energía a través de la atmósfera – no sólo en términos de tiempo terrestre convencional y el clima, sino también en cuanto a la forma en que el Sol afecta la densidad de la carga por el espacio cercanos a la Tierra, un acontecimiento que es parte del sistema de tiempo de espacio mayor causante de la aurora. Combinando la nueva información de muchos instrumentos y misiones ayudará a proporcionar los modelos más sólidos de esta misteriosa región.

 

La misión de Campos es parte del programa de cohete de sondeo de la NASA. Cohetes de sondeo, que forman parte de un más amplio acceso de Low Cost al programa espacial, llevar instrumentos científicos en el espacio a lo largo de una trayectoria parabólica para vuelos que son típicamente de 5 a 20 minutos de duración. Durante más de 40 años el programa del cohete de sondeo ha proporcionado contribuciones de críticas científicas, técnicas y educativas para el programa espacial de la nación y es uno de los programas de vuelo más robusto, versátil y rentable en la NASA.

 

Karen C. Fox
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

 

Traducción: El Quelonio Volador