Científicos rusos lideran el equipo que descubre la formación de extraños anillos en el espacio

Fuente: Lori / Legion Media

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Un equipo internacional de físicos, encabezado por el profesor Yuri Shprits, del Instituto de Ciencia y Tecnología Skólkovo, ha aportado algunas claves acerca del origen del tercer anillo de radiación de la Tierra. En una entrevista exclusiva a Rusia Hoy, el profesor Shprits explica la importancia del descubrimiento.

¿Qué significado tiene el modelo establecido por la ciencia fundamental? ¿Constituye una forma completamente nueva de ver a los anillos de radiación de la Tierra?

Hemos descubierto que los electrones ultrarelativistas (partículas extremadamente energéticas que forman los anillos de radiación) son impulsados ​​por procesos físicos muy diversos. Esto significa que, para la física dedicada a la  radiación de los anillos, hemos hallado una nueva población de partículas que coexiste con los cinturones de radiación habituales, pero muestra unas estructuras espaciales y temporales muy diferentes. 

¿En qué medida el tercer cinturón de radiación ha podido afectar a los satélites y a otros equipos espaciales? ¿Se podrán utilizar los nuevos datos obtenidos al lanzamiento de satélites?

Las partículas energéticas pueden penetrar cualquier blindaje protector. Se pueden dañar los componentes electrónicos en miniatura de los satélites y provocar anomalías o fallos críticos al subsistema del satélite. En el pasado, pensábamos que por encima de un cierto nivel todas las energías se comportaban de la misma manera. Ahora sabemos que las partículas ultrarelativistas  se comportan de manera muy diferente. Este conocimiento nos ayudará a desarrollar mejores modelos y a proteger los satélites.

En 1958 se descubrió que nuestro planeta estaba rodeado por una especie de “anillos” formados por grandes cantidades de protones y electrones que se mueven en espiral, los llamados “cinturones de radiación de Van Allen”. Estos anillos son vitales para proteger la atmósfera de la Tierra de ser barrida por el viento solar, y proteger a todos los seres vivos del planeta del bombardeo de partículas de alta energía al que estaríamos sometidos si no existieran los anillos. El año pasado, se descubrió el tercer cinturón de este tipo.

He aquí un ejemplo: si usted está construyendo un vehículo para la Antártida, no va a ser lo mismo que un coche para el clima templado de Los Ángeles. El conocimiento y la comprensión del medio ambiente son fundamentales para la construcción de vehículos seguros y fiables. Los todoterrenos de la Antártida están diseñados para necesidades muy diferentes a los convertibles en Los Ángeles. Estos vehículos necesitan un alto grado seguridad, una buena batería, un sistema de calefacción, pero el techo no debe de ser descapotable y el aire acondicionado no es necesario. 

¿Qué aplicaciones prácticas nos puede ofrecer esta investigación?

Este estudio podría ayudar a proteger a los astronautas en el espacio. Además de contar con una aplicación potencial en la energía nuclear. La magnetosfera de la Tierra es un asombroso laboratorio natural que nos permite estudiar una serie de procesos físicos. En los laboratorios se pueden dar procesos similares y esto podría ayudar a los científicos que estudian plasmas de laboratorio y a explorar la posibilidad de obtener energía gracias a la fusión nuclear.

Yuri Shprits

 estudia la dinámica de las poblaciones de partículas energéticas. Está especializado en comprender, predecir y mitigar los  riesgos procedentes del espacio. Su trabajo ha sido destacado por National Geographic, Forbes y el New Scientist. Ha participado como investigador principal en 15 proyectos financiados por la NASA, NSF, AFRL y UCOP.

En Júpiter y Saturno también pueden ocurrir procesos similares, y pueden ser decisivos para la futura  planificación de misiones a los rincones más lejanos del Sistema Solar. 

¿Quién ha formado parte en el equipo de investigación internacional que usted encabeza?

Tenemos un diverso equipo internacional. Creo que todas las instituciones involucradas merecen crédito por este estudio. La primera institución que se encuentra en la lista es Skoltech, ya que es mi primera afiliación, pero se ha hecho un trabajo duro por parte de UCLA  (EE UU) y  se han obtenido datos relevantes gracias a la Universidad de Alberta (Canadá) y la Universidad de Colorado (EE UU).

 

Modelo del tercer anillo de radiación de la Tierra (en rojo). Los anillos se componen de partículas cargadas que orbitan alrededor de nuestro planeta. Fuente: Yuri Shprits, Adam Kellerman, Dmitri Subbotin/UCLA

La escala de los proyectos de investigación modernos requiere una colaboración  multi institucional. No podemos hacerlo todo en un solo lugar. La colaboración internacional jugará un papel muy importante en Skoltech. 

Usted es profesor visitante en el MIT y tiene una afiliación con la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). ¿Tiene el MIT proyectos de investigación  con Rusia? ¿En qué otros proyectos de investigación está trabajando en este momento?

Sí, estoy trabajando con los ingenieros del MIT en la comprensión de los efectos que la radiación espacial tiene en los satélites y tengo una serie de otros proyectos interesantes.

Un estudiante mío de Skoltech, Mijaíl Dobynde, está investigando cómo la radiación puede afectar a las personas durante vuelos de larga distancia. Por ejemplo, está tratando de averiguar cuál es el mejor momento del ciclo solar para volar a Marte y pretende establecer si podemos asegurar la seguridad de los cosmonautas.

Por su parte,  Tatiana Podladchikova, investigadora postdoctoral de Skoltech, está trabajando en la creación de un modelo a tiempo real que predice el entorno espacial. Para ello utiliza observaciones a tiempo real de las condiciones del viento solar desde múltiples satélites. Este modelo ayudará a proteger los operadores de  telecomunicaciones por satélite y también contribuirá a entender mejor los efectos que las condiciones meteorológicas espaciales tienen sobre los satélites.

Como investigador principal de la UCLA, estoy colaborando con el Instituto de Skobeltsyn  de Físicos Nucleares (SINP) de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú en la construcción de un satélite Lomonosov que observará partículas en un amplio rango de energías. Vamos a ser capaces de comprender mejor  y cuantificar la pérdida de estas partículas.