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Los retrasos de la misión lunar pueden aumentar el riesgo de tormentas solares

El primer estudio sobre la sincronización de los fenómenos meteorológicos espaciales extremos revela un patrón claro.

Las misiones planificadas para llevar a los humanos de regreso a la luna deberían acelerarse para evitar uno de los períodos más ocupados de clima espacial severo, según los científicos que han realizado el estudio más profundo jamás realizado sobre el tiempo de las tormentas solares.

Los científicos de la Universidad de Reading han estudiado 150 años de datos del clima espacial para investigar patrones en el momento de los eventos más extremos, que pueden ser extremadamente peligrosos para los astronautas y satélites, e incluso interrumpir las redes eléctricas si llegan a la Tierra.

Por primera vez, los investigadores han descubierto que es más probable que los fenómenos meteorológicos espaciales extremos se produzcan al principio de los ciclos solares pares y al final de los ciclos impares, como los que recién comienzan. También es más probable que ocurran durante períodos de mucha actividad solar y en ciclos más grandes, lo que refleja el patrón de clima espacial moderado.

Los resultados pueden tener implicaciones para NASALiderada por la misión Artemis, que planea devolver humanos a la luna en 2024, pero podría posponerla hasta finales de 2020.

El profesor Matthew Owens, físico espacial de la Universidad de Reading, dijo: “Hasta ahora, se pensaba que los eventos climáticos espaciales más extremos eran aleatorios en el tiempo, por lo que se podía hacer poco para planificar.

“Sin embargo, esta investigación indica que son más predecibles y, por lo general, siguen las mismas” temporadas “de actividad que los eventos meteorológicos espaciales más pequeños. Pero también muestran algunas diferencias importantes durante la temporada más activa, lo que puede ayudarnos a evitar los efectos dañinos del espacio. tiempo.

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Estos nuevos resultados deberían permitirnos hacer mejores predicciones del clima espacial para el ciclo solar que recién está comenzando y durará una década más o menos. Sugiere cualquier misión espacial importante en los próximos años, incluido el regreso de los astronautas a la luna y, más tarde, a Marte Será menos probable que experimente eventos climáticos espaciales extremos durante la primera mitad del ciclo solar que durante la segunda mitad. “

El clima espacial extremo es impulsado por erupciones volcánicas masivas plasma Desde el Sol, llamada eyección de masa coronal, y llega a la Tierra, provocando una perturbación geomagnética global.

Las investigaciones anteriores se han centrado generalmente en la gravedad de los fenómenos meteorológicos espaciales extremos, basándose en observaciones de acontecimientos pasados. Predecir su momento es más difícil debido a la escasez de eventos extremos, por lo que hay relativamente pocos datos históricos con los que identificar patrones.

En el nuevo estudio, los científicos utilizaron un nuevo método para aplicar modelos estadísticos de la sincronización de las tormentas por primera vez. Han analizado datos de los últimos 150 años, el período de datos más largo disponible para este tipo de investigación, registrados por instrumentos terrestres que miden los campos magnéticos en la atmósfera terrestre, ubicados en el Reino Unido y Australia.

El sol atraviesa ciclos regulares de 11 años de su campo magnético, que se muestra por el número de manchas solares en su superficie. Durante este ciclo, los polos magnéticos norte y sur del Sol intercambian sus lugares. Cada ciclo incluye un período de tiempo solar máximo, durante el cual la actividad solar está en su punto máximo, y una fase solar más baja.

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Investigaciones anteriores han demostrado que el clima espacial moderado es más tolerable durante el número máximo de manchas solares que durante el período alrededor del sol mínimo, y más tolerable durante los ciclos con un mayor número de manchas solares. Sin embargo, este es el primer estudio que muestra que el mismo patrón también se aplica a los eventos extremos.

Sin embargo, el hallazgo principal fue que es más probable que los eventos climáticos espaciales extremos ocurran al principio de los ciclos solares pares y al final de los ciclos impares, como el ciclo 25, que comenzó en diciembre de 2019.

Los científicos piensan que esto puede deberse a la dirección del campo magnético de amplio alcance del sol, que se invierte en la extremidad del sol, por lo que indica una inversión del campo magnético de la Tierra al principio de los ciclos pares pares y al final de los ciclos impares. Esta teoría necesitará más investigación.

Esta nueva investigación sobre el tiempo del clima espacial permite hacer predicciones del clima espacial extremo durante el ciclo solar 25. Por lo tanto, puede usarse para planificar el tiempo de las actividades que podrían verse afectadas por el clima espacial extremo, como el mantenimiento de la red eléctrica de la Tierra, operaciones satelitales o misiones espaciales importantes.

Los resultados indican que cualquier operación importante planificada más allá de los próximos cinco años tendrá que permitir una mayor probabilidad de clima espacial severo más adelante en el ciclo solar actual entre 2026 y 2030.

La Gran Explosión Solar de agosto de 1972, entre las misiones Apolo 16 y 17 de la NASA, fue lo suficientemente poderosa como para haber causado importantes problemas técnicos o de salud a los astronautas si hubiera ocurrido mientras estaban en ruta o alrededor de la Luna.

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Referencia: 20 de mayo de 2021, Física solar.
DOI: 10.1007 / s11207-021-01831-3

Financiamiento: Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC), Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural (NERC)