El clima del espacio

En la Antártida se está instalando el primer detector argentino de rayos cósmicos. El proyecto forma parte de una iniciativa regional y en él intervienen investigadores del CONICET, la UBA y el Instituto Antártico Argentino. El dispositivo aportará información sobre niveles de radiación que puedan afectar las comunicaciones y la operación de vuelos.

Por Matías Alonso 

Ya en el siglo XIX se sabía que la observación de las nubes y la presión atmosférica no alcanzaban para pronosticar de forma eficiente los cambios en la atmósfera para dar seguridad a los viajes en barco. La creación de los servicios meteorológicos permitieron ayudar a los marinos a poder planificar sus viajes y, tiempo después, también a que los vuelos fueran más seguros.

Hoy el clima también se mide algo más lejos: los pronósticos metereológicos del espacio monitorean aspectos como la presencia de partículas cósmicas y tormentas que se producen en otras partes del universo y que pueden afectar a las comunicaciones –desde las satelitales hasta las ondas de radio– de las que dependen gran parte de la economía mundial.

Las nubes magnéticas interplanetarias disparan las mayores tormentas geomagnéticas, que están asociadas con problemas para la aeronavegación porque pueden afectar la ionósfera y generar apagones de radio-comunicaciones o fallas en los sistemas de posicionamiento satelital (GPS). A su vez, estas nubes magnéticas apantallan el flujo de rayos cósmicos y pueden alterar su “llegada” a la superficie terrestre. Medir los flujos de rayos cósmicos puede ser de utilidad para caracterizar las condiciones del “clima espacial” y ayudar a la toma de decisiones en sistemas de aeronavegación.

Investigadores que formaron parte del proyecto durante la instalación del detector en la base antártica Marambio. De izq. a der.: Adriana Gulisano, Sergio Dasso, Omar Areso y Matías Pereira. Foto: Gentileza Sergio Dasso.

Con ese objetivo, investigadores de la diversos institutos del CONICET y de la Universidad de Buenos Aires, junto con colegas del Instituto Antártico Argentino (IAA), instalaron un detector de partículas cósmicas en la base Marambio para poder estudiar estas partículas e informar a los operadores de radio, satélites y aeronavegantes sobre las condiciones de la meteorología del espacio. El detector forma parte de una red regional llamada LAGO (por Latin American Gigant Observatory, en inglés).

El monitoreo desde la Antártida aportará información para determinar si los niveles de radiación son razonables o muy altos y si es necesario tomar decisiones sobre cambios de rutas de vuelos o la cancelación de vuelos polares. El dispositivo, bautizado “Neurus”, está basado en la tecnología utilizada en los detectores de superficie del Observatorio Pierre Auger que operan en la ciudad de Malargüe, en Mendoza, aunque tiene un diseño mejorado.

El detector se compone de un recipiente ópticamente blindado, que en su interior contiene agua pura desmineralizada y usa un mecanismo físico llamado radiación de Cherenkov. Por este principio, cuando las partículas que tienen carga eléctrica pasan a través del agua generan una radiación que inunda de luz el interior del recipiente, que por dentro está recubierto con un material que permite que la luz difunda y genere un haz de fotones –o pulso– en un tiempo extremadamente corto, del orden de las decenas de nanosegundos. Una parte de estos fotones son colectados por un fotomultiplicador que se encuentra encima del recipiente, que amplifica la energía de los pulsos de luz y permite registrar sus propiedades mediante un sistema electrónico de adquisición rápido.

“Para ubicar el fotomultiplicador de nuestro detector antártico desarrollamos una especie de sombrero de acero inoxidable que sobresale del recipiente”, explicó el doctor en Física Sergio Dasso a TSS, investigador principal del CONICET y director del grupo LAMP (Laboratorio Argentino de Meteorología del esPacio), desde la base Marambio, en la Antártida.

Sergio Dasso junto al detector Neurus. Foto: Gentileza Sergio Dasso.

Además de Dasso, también forman parte del equipo la física Adriana Gulisano, del IAA; Omar Areso, experto en electrónica y en mecánica y personal de apoyo del IAFE; y Matías Pereira, especialista en computación y personal de apoyo del IAFE. En la primera etapa tuvieron la colaboración de investigadores del Centro Atómico Bariloche que participan en el Observatorio Pierre Auger.

El diseño y la construcción del detector –que pesa más de una tonelada y ocupa dos metros cuadrados– se realizó en el Laboratorio de Ciencias Espaciales del Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), perteneciente a la Universidad de Buenos Aires y al CONICET, del que forma parte Dasso. También colaboraron integrantes de los departamentos de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos, y de Física, de la UBA.

“Cuando las partículas cósmicas ingresan al entorno terrestre, su trayectoria es modificada por la presencia del campo geomagnético. Aquellas con menor energía solo pueden ingresar por regiones cercanas a los polos y por eso la Antártida es un sitio privilegiado, ya que además de permitir medir estas partículas con mayor precisión, en la base Marambio disponíamos de la infraestructura necesaria para realizar este tipo de experimentos. El IAA es parte de este proyecto y ha facilitado equipamiento para realizar las campañas y para la instalación del detector”, dijo Dasso.

Los datos que corresponden a las mediciones realizadas por el detector de partículas cósmicas en la Antártida se transmitirán en tiempo real a los servidores en el IAFE, donde se procesarán y almacenarán. Los datos se van a publicar en tiempo real en un sitio del grupo LAMP. “Estas mediciones permitirán monitorear los niveles de radiación en esta región y, a la vez, serán un insumo para que la comunidad científica pueda realizar investigaciones”, dijo Dasso.

Fuente: Agencia TSS