Aunque parezca pacífico desde la Tierra, el espacio está acosado por un «clima» que puede resultar peligroso para la sensible (y costosa) tecnología a bordo de las naves espaciales y los satélites que pueblan cada vez más los reinos fuera de nuestra atmósfera.

por Nick Njegomir, Laboratorio Nacional de Los Álamos

Para afrontar ese desafío, los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos han desarrollado el Analizador de Plasma Espacial Compacto, un sensor espacial pequeño y rentable capaz de medir el clima espacial, que ayudará a proteger la tecnología en órbita.

«El clima espacial, que está formado por partículas cargadas del sol, presenta una serie de desafíos relacionados con el diseño, desarrollo y operación de satélites y naves espaciales», dijo Carlos Maldonado, investigador principal del Compact Space Plasma Analyzer e investigador en el grupo de Aplicaciones y Ciencias Espaciales del Laboratorio.

«De particular interés para la comunidad espacial son las interacciones entre sistemas espaciales que operan en entornos de plasma, que pueden conducir a niveles potencialmente peligrosos de carga diferencial y causar interferencias en el GPS y las señales de comunicación».

Un objetivo de larga data en la comunidad de meteorología espacial es mejorar la capacidad de predecir eventos climáticos espaciales con días de anticipación, de la misma manera que el pronóstico del tiempo terrestre permite anticipar una semana de sol o nieve.

En los últimos años se ha visto un enorme crecimiento en las constelaciones de satélites para aplicaciones científicas, comerciales y gubernamentales. Si bien los instrumentos meteorológicos espaciales actuales proporcionan muchos datos oportunos, el ciclo de producción de datos es largo y costoso. Los instrumentos actuales también requieren complejos esfuerzos de montaje, además de sistemas de apoyo operativo más grandes, pesados ​​y potentes.

Como resultado, ha habido una mayor demanda de instrumentos miniaturizados capaces de proporcionar datos críticos en tiempo real con requisitos mínimos de masa, volumen y consumo de energía, razón por la cual el equipo de Los Alamos creó el analizador de plasma espacial compacto.

Motivado por los avances en CubeSats y las limitaciones fiscales en el diseño y lanzamiento de naves espaciales, el sensor resistente y de bajo costo de Los Alamos fue desarrollado para proporcionar monitoreo del clima espacial en tiempo real, apoyar la resolución de anomalías de las naves espaciales y proporcionar datos valiosos sobre el entorno espacial local y las naves espaciales. carga, que es un resultado directo de las interacciones de partículas cargadas con materiales de naves espaciales.

El analizador compacto se puede implementar como carga útil principal en CubeSats o como carga útil auxiliar en vehículos más grandes. Esto permite el despliegue de constelaciones de sensores meteorológicos espaciales que pueden obtener mediciones multipunto del entorno espacial en función de fenómenos espaciales y temporales. El despliegue de una constelación de este tipo tiene el potencial de mejorar fundamentalmente nuestra comprensión del clima espacial.

«La predicción del clima espacial permite ahorros potenciales de costos del orden de cientos de millones para campos que van desde las operaciones de naves espaciales hasta la aviación y las redes eléctricas terrestres», dijo Maldonado.

El analizador de plasma espacial compacto también puede proporcionar una mayor comprensión de los fenómenos y procesos físicos del viento solar, la ciencia magnetosférica e ionosférica, el pronóstico del clima espacial local y la resolución de anomalías de naves espaciales .