Los electrones ‘relativistas’ de alta energía, los llamados electrones “asesinos”, son una fuente importante de daño por radiación a los satélites, por lo que es crucial comprender sus patrones de actividad. Los estallidos de partículas cargadas y los campos magnéticos del sol pueden romper el campo magnético de la Tierra, dando lugar a tormentas geomagnéticas. Durante estos eventos, la cantidad de electrones asesinos en el cinturón de radiación exterior puede aumentar en órdenes de magnitud y convertirse en un peligro significativo para el clima espacial.
El Dr. Nigel Meredith de BAS dirigió un equipo internacional que analizó 20 años de datos de un satélite GPS de EE. UU. para determinar los niveles de eventos de 1 en 10, 1 en 50 y 1 en 100 años. Un evento de 1 en 100 años es un evento de un tamaño que se igualará o superará en promedio una vez cada 100 años. Sus hallazgos se publican en la revista Space Weather.
Los operadores de satélites, los fabricantes, las aseguradoras y los gobiernos deben prepararse y mitigar los riesgos que plantean estos electrones. La sociedad depende cada vez más de los satélites para una variedad de aplicaciones que incluyen comunicaciones, navegación, observación de la Tierra y defensa.
En abril de 2022, había 5465 satélites operativos en la órbita terrestre, y la mayoría están expuestos a electrones energéticos durante al menos parte de su órbita. En 2021, la economía espacial global en general generó ingresos de $ 386 mil millones, un aumento del cuatro por ciento en comparación con el año anterior.
El Dr. Nigel Meredith, científico del clima espacial y autor principal del estudio, dice: “Los niveles de eventos de 1 en 100 años informados en este estudio son importantes para la industria y el gobierno. Sirven como puntos de referencia para comparar otros eventos climáticos espaciales extremos y para evaluar el impacto potencial de un evento extremo”.
Estos hallazgos son de vital importancia para la industria satelital, ya que los ingenieros y operadores requieren estimaciones realistas de los flujos de electrones más grandes que se encuentran en la órbita del GPS para prepararse para los impactos de estos eventos extremos y mejorar la resistencia de los futuros satélites. Los hallazgos son esenciales para que las aseguradoras satelitales les ayuden a garantizar que los operadores satelitales estén haciendo todo lo posible para reducir el riesgo y evaluar escenarios de desastre realistas.
La diferencia entre el evento de 1 en 10 años y 1 en 100 años varía según la energía de los electrones y la distancia a la Tierra. Estas diferencias son mayores en las energías más altas más alejadas del planeta, variando entre un factor de 3 y 10 para algunas de las energías de electrones más altas a más de 35 000 km de la superficie de la Tierra. Tales aumentos sustanciales podrían representar un riesgo adicional significativo para los satélites que operan en esta región.
Al igual que el clima en nuestro planeta, el clima espacial puede variar mucho en minutos, días, estaciones y el ciclo solar de 11 años. Los investigadores encontraron que la mayoría de estos eventos de electrones asesinos ocurrieron durante las fases de declive del ciclo solar, vistos dos veces durante el período de 20 años que estudiaron, pero el evento más grande fue en otro lugar, lo que demuestra que los eventos extremos pueden ocurrir en cualquier momento.
El profesor Richard Horne, FRS, de BAS y coautor del estudio, dice: “El sector espacial es parte de nuestra Infraestructura Nacional Crítica. Esta investigación nos ayudará a evaluar la resistencia de los satélites a un evento meteorológico espacial severo”.
El clima espacial severo se agregó al Registro Nacional de Riesgos de Emergencias Civiles del Reino Unido en 2011. Los impactos del clima espacial en los satélites pueden variar desde interrupciones momentáneas del servicio hasta la pérdida total de capacidades. En 2003, una gran tormenta provocó que 47 satélites experimentaran anomalías, más de 10 estuvieron fuera de servicio durante más de un día y uno se perdió por completo.
Con información de AGU
