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El investigador de la UMU Sergio Toledo, único español en la misión de la NASA Magnetospheric Multiscale

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El investigador de la UMU Sergio Toledo, único español en la misión de la NASA Magnetospheric Multiscale

El investigador del Departamento de Electromagnetismo y Electrónica de la Universidad de Murcia (UMU) se encarga de filtrar y seleccionar los datos recogidos por los satélites.

La Universidad de Murcia (UMU) participa en el proyecto liderado por la NASA, 'Magnetospheric Multiscale', una misión que, mediante cuatro naves orbitando en formación piramidal alrededor de la Tierra a distancias de hasta 150 000 km, toma datos de los campos electromagnéticos y las partículas provenientes del Sol y de nuestro planeta. Con esta misión se estudian los mecanismos de acoplo entre el viento solar y el entorno espacial terrestre.

Desde 2019, Sergio Toledo, único experto español participante, tiene la labor de filtrar los datos recogidos por dichos satélites. La misión toma muchos más datos de los que se pueden transmitir a la Tierra, ya que la red de comunicación 'Deep Space Network' tiene una capacidad limitada y debe dar servicio a varias misiones espaciales. Las naves mandan datos en baja resolución y el científico de 'guardia' tiene 24 horas para decidir qué datos deben ser retransmitidos a la Tierra.

El objetivo principal de esta misión es avanzar nuestro conocimiento fundamental de la física de plasmas, que son gases altamente ionizados y causantes, por ejemplo, de las auroras boreales en la Tierra. Además, estos también tienen un importante papel en el espacio, pues dan lugar a diversos fenómenos meteorológicos como las tormentas geomagnéticas. "El espacio constituye un laboratorio natural accesible a la humanidad mediante sondas espaciales", resalta el investigador de la UMU.

Algunas de las aplicaciones prácticas que pueden derivar de esta investigación incluyen por ejemplo la mejora de los actuales sistemas de predicción de meteorología espacial, y, de forma indirecta, el desarrollo de la fusión nuclear.

Numerosos avances

La misión Magnetospheric Multiscale es única por dos motivos fundamentales. Primero, sus instrumentos toman medidas a una resolución temporal unas 100 veces superior a las anteriores, y segundo, las cuatro naves orbitan formando una pirámide entre ellas, de tan solo 10 km de tamaño. Estos dos factores permiten, por primera vez, estudiar en detalle la cinemática de los electrones que contiene el plasma espacial.

Desde que comenzó la misión, se ha conseguido aumentar enormemente el conocimiento actual de la microfísica de los plasmas espaciales. Se han validado muchos resultados teóricos y conceptuales, y "también nos hemos encontrado sorpresas, como por ejemplo que la reconexión magnética, es decir, la liberación de energía que se produce cuando se comprimen dos campos magnéticos, puede darse a escalas muy pequeñas", resalta el investigador de la UMU. "Hemos observado el fenómeno de reconexión magnética en regiones de tan solo unas decenas de kilómetros. Antes de la misión pensábamos que este fenómeno necesitaba un espacio de unos 1 000 km, como mínimo, para poder desarrollarse", narra Toledo.

Para poder llegar hasta aquí, el profesor experto en Electromagnetismo trabajó anteriormente estudiando la reconexión magnética en el Instituto Sueco de Física Espacial en Uppsala, analizando datos de la misión espacial Cluster, de la Agencia Espacial Europea.

El proyecto lo completan aproximadamente unos 100 científicos en todo el mundo, principalmente de EEUU, pero también de Suecia, Francia, Austria, Reino Unido y Japón. A esta tarea se le denomina 'Scientist in the Loop'. "Cuando todo funciona nominalmente es una tarea agradable e interesante, aunque también hay momentos un poco estresantes cuando se dan condiciones fuera de lo esperado", concluye Toledo.

Reconoce que los momentos más excitantes se dan cuando observan fenómenos poco comunes, tales como las tormentas geomagnéticas de gran intensidad, o las naves atraviesan zonas de gran valor científico, como por ejemplo regiones de difusión electrónica, unas 'pequeñas' áreas, de unos pocos kilómetros de tamaño, cuya posición es difícil de predecir ya que se mueven constantemente. Los contactos con las naves en el proceso de la recepción y transmisión de datos en tiempo real dependen de múltiples factores, tales como los tiempos asignados de contacto con las antenas en Tierra, y hay que tomar decisiones con poco tiempo de margen, añadido a la diferencia de huso horario que supone trabajar desde Europa.

La misión, que empezó a ser concebida antes del año 2000 y lanzada en 2015, se podrá alargar unos 5 o 10 años más. "El eje de tiempo de una misión científica espacial es fascinante. Estos proyectos abarcan varias décadas, desde que se conciben hasta que se terminan, y por lo general son más largos que la carrera profesional de sus desarrolladores". La decisión última de cuándo programar la reentrada a la atmósfera corresponde a NASA y dependerá del estado de salud de los instrumentos científicos y de la evolución de los presupuestos.

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