La NASA lanza una misión para fotografiar el "halo" invisible de la Tierra

La nave Carruthers Geocorona se convertirá en la nueva misión de la NASA para capturar imágenes del "halo invisible" de la Tierra. Esta aureola es la tenue luz que emite la exosfera, la capa atmosférica más externa de nuestro planeta, a medida que se transforma y cambia en respuesta al sol.

Entender cómo funciona la física de la exosfera es un paso clave para pronosticar condiciones peligrosas en el espacio cercano a la Tierra, un requisito para proteger a los astronautas de Artemis que viajan por la región camino a la Luna o en futuros viajes a Marte.

Borde invisible

A principios de la década de 1970, los científicos solo podían especular sobre la extensión espacial de la atmósfera terrestre. El misterio residía en la exosfera, la capa más externa de nuestra atmósfera, que comienza a unos 480 kilómetros de altura. Los teóricos la concebían como una nube de átomos de hidrógeno —el elemento más ligero que existe— que se había elevado tanto que los átomos escapaban activamente al espacio.

Pero la exosfera solo se revela a través de un tenue "halo" de luz ultravioleta conocido como geocorona.

El científico e ingeniero pionero Dr. George Carruthers se propuso observarla. Tras lanzar algunos prototipos en cohetes de prueba, desarrolló una cámara ultravioleta lista para un viaje espacial sin retorno.

En abril de 1972, los astronautas del Apolo 16 colocaron la cámara de Carruthers en las Tierras Altas de Descartes de la Luna, y la humanidad tuvo su primer vistazo a la geocorona terrestre. Las imágenes que produjo fueron tan impactantes por lo que capturaron como por lo que no.

“La cámara no estaba lo suficientemente lejos, estando en la Luna, como para captar todo el campo de visión”, dijo Lara Waldrop, investigadora principal del Observatorio Carruthers Geocorona. “Y fue realmente impactante que esta ligera y esponjosa nube de hidrógeno alrededor de la Tierra pudiera extenderse tan lejos de la superficie”.

Hoy en día, se cree que la exosfera se extiende al menos hasta la mitad de la distancia hasta la Luna. Pero las razones para estudiarla van más allá de la curiosidad por su tamaño.

Cuando las erupciones solares alcanzan la Tierra, primero impactan la exosfera, desencadenando una cadena de reacciones que a veces culminan en peligrosas tormentas meteorológicas espaciales. Comprender la respuesta de la exosfera es importante para predecir y mitigar los efectos de estas tormentas. Además, el hidrógeno —uno de los componentes atómicos del agua, o H₂O— escapa a través de la exosfera. Mapear este proceso de escape arrojará luz sobre por qué la Tierra retiene agua mientras que otros planetas no, lo que nos ayudará a encontrar exoplanetas, o planetas fuera de nuestro sistema solar, que podrían hacer lo mismo.

El Observatorio Geocorona Carruthers de la NASA, dirigido por Lara Waldrop, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, está diseñado para capturar las primeras películas continuas de la exosfera de la Tierra, revelando su extensión completa y su dinámica interna.

Así es la nave Carruthers Geocorona

Con un peso de 240 kg y un tamaño similar al de un sofá de dos plazas, la nave espacial Carruthers, diseñada y construida por BAE Systems, se lanzará a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX junto con la sonda IMAP (Sonda de Mapeo y Aceleración Interestelar) de la NASA y el satélite meteorológico espacial SWFO-L1 (Seguimiento de Meteorología Espacial – Lagrange 1) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

Tras el lanzamiento, las tres misiones comenzarán una fase de crucero de cuatro meses hasta el punto Lagrange 1 (L1), un punto aproximadamente 1 millón de millas más cercano al Sol que la Tierra. Tras un mes de comprobaciones científicas, la fase científica de Carruthers, de dos años de duración, comenzará en marzo de 2026.

Desde L1, aproximadamente cuatro veces más lejos que la Luna, Carruthers capturará una vista completa de la exosfera utilizando dos cámaras ultravioleta, un sensor de imágenes de campo cercano y un sensor de imágenes de campo amplio.

“El sensor de campo cercano permite acercarse mucho para ver cómo varía la exosfera cerca del planeta”, dijo Glocer. “El sensor de campo amplio permite ver la extensión completa de la exosfera, y cómo está cambiando lejos de la superficie terrestre”.

Los dos sensores de imágenes mapearán conjuntamente los átomos de hidrógeno a medida que se desplazan por la exosfera y finalmente hacia el espacio. Pero lo que aprendamos sobre el escape atmosférico en nuestro planeta natal tiene una aplicación mucho mayor.

“Comprender cómo funciona esto en la Tierra nos ayudará en gran medida a comprender los exoplanetas y la rapidez con la que sus atmósferas pueden escapar”, dijo Waldrop.

Al estudiar la física de la Tierra, el único planeta que conocemos que alberga vida, el Observatorio Geocorona de Carruthers puede ayudarnos a saber qué buscar en otras partes del universo.