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  • Estudiantes resuelven misterio de cinturones de radiación van Allen con un CubeSat

    Un misterio de hace 60 años sobre la fuente de algunas partículas energéticas y potencialmente dañinas en los cinturones de radiación de la Tierra se ha resuelto con un pequeño satélite universitario.

    Foto: estudiantes ensamblan el Telescopio Relativista de Electrones y Protones (REPTile).

    El ingenio, del tamaño de una caja de zapatos, ha sido construido y operado por estudiantes de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos.

    Los resultados del trabajo indican que los electrones energéticos en el cinturón de radiación interno de la Tierra, principalmente cerca de su borde interno, son creados por rayos cósmicos nacidos de explosiones de supernovas, explica el autor principal del estudio, el profesor Xinlin Li, del Laboratorio de CU Boulder para la Física Atmosférica y Espacial (LASP, por sus siglas en inglés).

    Los cinturones de radiación de la Tierra, conocidos como los cinturones de Van Allen, son capas de partículas energéticas mantenidas en su lugar por el campo magnético de la Tierra. Su presencia afecta la tecnología satelital y también los viajes espaciales tripulados, por lo cual su estudio es crítico para la salud de astronautas y longevidad de satélites. Estas zonas de radiación son en parte responsables de los problemas que presentó la primera constelación satelital de la empresa Globalstar, que debió cambiar la totalidad de sus 48 satélites para poder volver a prestar servicios duplex.


    Proyecto estudiantil demuestra la teoría:

    El equipo demostró que durante un proceso llamado "decaimiento de neutrones de albedo de rayos cósmicos" (CRAND, por sus siglas en inglés), que es cuando los rayos cósmicos que entran a la atmósfera colisionan con átomos neutros, creando un "chapoteo" que produce partículas cargadas, incluidos electrones, que quedan atrapados por los campos magnéticos de la Tierra.

    Los hallazgos tienen implicaciones para comprender y pronosticar mejor la llegada de electrones energéticos en el espacio cercano a la Tierra, lo que puede dañar los satélites y amenazar la salud de los astronautas que caminan por el espacio, según Li.

    "Estamos informando sobre la primera detección directa de estos electrones energéticos cerca del borde interno del cinturón de radiación de la Tierra --subraya en un comunicado Li, también profesor en el Departamento de Ciencias de Ingeniería Aeroespacial de CU-Boulder--. Finalmente, hemos resuelto un misterio de seis décadas".

    Financiado por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF, por sus siglas en inglés), el trabajo se detalla en un artículo publicado este miércoles en 'Nature'.

    Poco después del descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen en 1958, científicos estadounidenses y rusos concluyeron que CRAND era probablemente la fuente de protones de alta energía atrapados en el campo magnético de la Tierra. Pero durante las décadas transcurridas, nadie detectó con éxito los electrones correspondientes que deberían producirse durante la descomposición de los neutrones.

    La misión, llamada Experimento Climático Espacial para Estudiantes de Colorado (CSSWE, por sus siglas en inglés), alberga un pequeño telescopio de partículas energéticas para medir el flujo de protones energéticos solares y los electrones del cinturón de radiación de la Tierra. Lanzado en 2012, CSSWE ha involucrado a más de 65 estudiantes de CU Boulder y fue operado durante más de dos años desde una estación en tierra que construyeron en el techo de un edificio de LASP en el campus.

    El instrumento en CSSWE, llamado pequeño experimento integrado del Telescopio Relativista de Electrones y Protones (REPTile), es una versión más pequeña de REPT, instrumentos gemelos desarrollados por un equipo de CU Boulder dirigido por el director de LASP y coautor del artículo de 'Nature' Daniel Baker que fueron lanzados en la misión de 2012 de la Nasa 'Probes Van Allen'.

    "Este es realmente un resultado hermoso y una gran visión derivada de un satélite estudiantil notablemente económico, que ilustra que las cosas buenas pueden venir en paquetes pequeños --afirma Baker--. Es un gran descubrimiento que ha estado ahí todo el tiempo, una demostración de que Yogi Berra estaba en lo correcto cuando comentó: 'Puedes observar mucho con sólo mirar".

    Fuente: Universidad de Colorado en Boulder.

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