Las tormentas solares amenazan los satélites: la misión espacial para prevenir el desastre

Entre la pandemia, la guerra y la crisis de suministros, no estamos para más catástrofes, pero hay amenazas latentes en la naturaleza que (como los volcanes) no sabemos cuándo nos pueden afectar. Hace meses, un estudio alertaba sobre una de ellas, que procede del espacio: si se produjese una tormenta solar extrema, podríamos quedarnos sin internet durante meses, con el consiguiente colapso de gran parte de nuestra forma de vida. ¿Exagerado? ¿Improbable? ¿O para echarse a temblar? Lo cierto es que falta mucho por saber acerca de lo que los expertos llaman 'clima espacial', la interacción entre el variable viento solar y la magnetosfera de nuestro planeta, que de vez en cuando ya altera más o menos gravemente nuestros satélites y comunicaciones.

Para aumentar el conocimiento sobre este fenómeno, no queda más remedio que salir ahí fuera. Por primera vez, Europa y China unirán sus fuerzas en una misión espacial: se llamará Smile (por las siglas de Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, o explorador del enlace viento solar-magnetosfera-ionosfera) y está previsto que se ponga en marcha en 2024 con el lanzamiento de un cohete desde la Guayana Francesa. Sin embargo, una parte importante de los elementos que se enviarán al espacio ya se está fabricando en España.

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"El Sol es una fuente de muchas cosas, y una de ellas es la luz, que hace que tengamos el día y la noche, pero a veces da ciertos fogonazos", explica a Teknautas Consuelo Cid Tortuero, catedrática e investigadora del equipo de Meteorología Espacial del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Alcalá. Esas fulguraciones alteran parte del entorno terrestre, aunque por periodos muy breves de tiempo, apenas unos minutos. Sin embargo, aparte de luz, también nos envía masa y lo hace de forma continuada, lo que se conoce como viento solar. "De vez en cuando lanza eyecciones de masa coronal, que llegan a la Tierra y cambian el equilibrio de la magnetosfera terrestre", destaca la experta, en referencia al entorno del planeta afectado por su campo magnético.

En realidad, esa magnetosfera envuelve la Tierra en una especie de burbuja, pero que no tiene forma redonda: cuando llega el viento solar a la parte iluminada por el Sol (por lo tanto, donde es de día), aplasta esa burbuja por delante, mientras que por detrás (donde es de noche) se forma una gran cola que amplía el campo magnético. En cualquier caso, la parte más interesante está en el borde de la magnetosfera, donde tiene lugar la interacción con las partículas solares, que se conoce como magnetopausa. El problema es que "no tenemos medidas de lo que sucede ahí", comenta Consuelo Cid, salvo alguna puntual de rayos X blandos proporcionada por el observatorio espacial XMM-Newton, que tiene otros fines.

Una misión singular

Por eso es tan importante la misión Smile, porque por primera vez una nave espacial se va a dedicar específicamente a estudiar una cuestión tan crucial para la tecnología de nuestros días. Con una órbita elíptica, llegará a situarse hasta a 127.000 kilómetros de distancia de la superficie terrestre (algo muy excepcional, puesto que hay satélites de órbita baja, que no superan los 500 kilómetros, y geoestacionarios, que se quedan en los 35.000), va a contar con cuatro instrumentos: la cámara de rayos X blandos (SXI), la cámara de ultravioleta (UVI), el magnetómetro (MAG) y el analizador de iones de luz (LIA). Solo el primero está desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) y los otros tres son responsabilidad de la Academia China de las Ciencias (CAS).

No obstante, la ESA eligió en 2019 a Airbus España como contratista principal de la parte europea y eso significa que gran parte de la misión pasa por nuestro país. "Somos responsables del módulo de carga útil y de integrar y ensayar los cuatro instrumentos científicos en nuestra sede de Madrid", destaca Javier Sánchez Palma, responsable de la misión Smile en la empresa aeronáutica. En general, la participación de España es clave porque "el 80% del volumen total del contrato con la ESA recae en la industria espacial española", añade. Antes de tener la versión definitiva que será lanzada al espacio, es necesario desarrollar dos modelos previos, y uno de ellos se completó el pasado mes de marzo.

Una vez en órbita, la misión tendrá una duración de tres años y los resultados de Smile "nos harán tener un mejor conocimiento de la magnetosfera y del impacto que tiene el viento solar en ella. Esto ayudará a prevenir problemas en los satélites e incluso en las líneas de tensión en la Tierra. Será una información muy útil tanto para los científicos como para las administraciones", destaca el experto.

Sin embargo, esto no significa que a partir de ahora vaya a haber una especie de parte meteorológico espacial. Al igual que con la meteorología terrestre, el tiempo y el clima son dos cosas diferentes. "El clima espacial estudia, por ejemplo, el ciclo solar, que cambia cada 21 años", comenta la experta de la Universidad de Alcalá. En cambio, si hablamos de tiempo espacial, "nos referimos a cambios bruscos como las tormentas geomagnéticas que tanto nos preocupan por la tecnología". La meteorología espacial engloba ambas cosas, pero este proyecto espacial es sobre todo una misión científica.

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¿Qué puede pasar?

Por lo tanto, permitirá avanzar en el conocimiento de la interacción entre el viento solar y la magnetosfera terrestre. Por supuesto, "esa información nos va a permitir hacer predicciones más acertadas", pero Smile no las hará a corto plazo. Para eso son necesarias "otras misiones que miran el Sol desde distintas posiciones o que están en la línea entre el Sol y la Tierra para medir el viento solar". No obstante, "es imprescindible conocer mejor cómo interactúa el viento solar con la magnetosfera para saber cómo nos va a afectar". En ese sentido, todo el conocimiento que se acumule al respecto será crucial. "La ciencia básica es muy importante y esta misión nos tiene que abrir la puerta a observaciones únicas que van a dejar en evidencia cómo interactúa el viento solar con la magnetosfera terrestre", comenta la investigadora.

"Monitorizar el clima espacial es vital, porque las partículas que emite el Sol crean dosis de radiación excepcionalmente altas, pudiendo dañar los satélites, tanto los de comunicación como los de navegación u observación de la Tierra", destaca Javier Sánchez Palma. Es más, el viento solar podría resultar perjudicial incluso para los astronautas que estén fuera del escudo de protección de la magnetosfera, incluyendo a los de la Estación Espacial Internacional, ya que "esta burbuja magnética fue clave para hacer de la Tierra un planeta habitable".

Hace ya muchos años que se demostró que las comunicaciones humanas podían verse gravemente afectadas por la variabilidad del Sol. "En la década de 1940 ya se dieron cuenta de que las comunicaciones de larga distancia, las que utilizan la ionosfera para el rebote de la señal, dependen totalmente de la actividad solar", advierte Consuelo Cid. De hecho, una antena ubicada en Alcalá detecta este tipo de perturbaciones, que ocurren "no todos los días, pero con bastante frecuencia", en especial, últimamente.

De momento, las fulguraciones nos afectan durante breves instantes. En cambio, frente a una tormenta magnética, las comunicaciones se ven afectadas de forma más seria, en particular los sistemas de posicionamiento. "Ya hemos tenido episodios de fallo total de sistemas GNSS", destaca la experta, es decir, de la navegación que proporcionan el GPS y otras herramientas. Si este tipo de incidencias se prolongase, estaríamos ante un problema muy serio porque "nos quedamos vendidos casi en todo, desde movimientos de dinero al despegue y aterrizaje de aviones". Es más, "estamos hablando de hechos que ya han sucedido. Hasta ahora, ha sido cuestión de minutos, pero podría producirse durante horas, todo es cuestión de tiempo".