Cómo las tormentas en la Tierra alteran el clima espacial: los datos de una misión de la NASA

La NASA dio por terminada el 21 de mayo la misión de recopilación de datos del instrumento AWE tras 30 meses de observaciones desde la Estación Espacial Internacional, una campaña con la que la agencia estudió cómo fenómenos meteorológicos de la Tierra alteran el clima espacial que puede interferir con satélites y con señales de navegación y comunicación.

Durante ese período, AWE capturó cuatro imágenes infrarrojas por segundo y reunió más de 80 millones de imágenes nocturnas, el momento en que puede observarse la luminiscencia atmosférica. Según la NASA, el instrumento superó su duración prevista de dos años antes de ser apagado para dejar su lugar a otro experimento científico en el exterior de la estación.

Instalado desde noviembre de 2023, AWE, sigla de Atmospheric Waves Experiment, fue diseñado para estudiar ondas gravitatorias atmosféricas: ondulaciones gigantes de la atmósfera causadas por vientos intensos sobre grandes cordilleras o por fenómenos meteorológicos violentos como tornados, tormentas eléctricas y huracanes. La misión buscó esas ondas en bandas de luz de colores de la atmósfera terrestre y analizó cómo ascienden hacia el espacio y contribuyen al clima espacial.

AWE detectó desde órbita cómo tormentas y huracanes alteran la atmósfera superior

Joe Westlake, director de la División de Heliofísica de la NASA en la sede de la agencia en Washington, explicó el alcance del resultado con una imagen concreta: “La misión AWE ha demostrado que nuestra atmósfera no es un techo, sino un océano vivo y palpitante en el cielo”. Según Westlake, “por primera vez, podemos observar cómo una tormenta eléctrica en el Medio Oeste, un huracán sobre Florida o una ráfaga de viento sobre los Andes generan ondas invisibles —ondas gravitatorias atmosféricas— que impactan contra el borde del espacio como olas que rompen en la orilla”.

El funcionario añadió que, al cartografiar esas ondas desde la estación, la misión mostró que el clima terrestre se extiende más allá de las nubes y da forma al clima espacial que afecta a la economía orbital. Esa relación es central para entender por qué una perturbación nacida en la atmósfera baja puede modificar condiciones que repercuten en operaciones satelitales.

AWE observó ondas gravitatorias atmosféricas asociadas a un brote de tornados en el centro de Estados Unidos en mayo de 2024 y al huracán Helene, que golpeó la costa del Golfo de Florida en septiembre de 2024. Ludger Scherliess, investigador principal de AWE en la Universidad Estatal de Utah en Logan, dijo que “hemos observado señales de ondas atmosféricas asociadas a importantes fenómenos terrestres, lo que proporciona un claro ejemplo de cómo los sistemas meteorológicos intensos pueden generar respuestas medibles en la atmósfera superior”.

Los datos también mostraron diferencias entre las ondas generadas por distintas tormentas. Cuando AWE observó las ondas producidas por una tormenta eléctrica en el norte de Texas el 26 de mayo de 2024, detectó estructuras más pequeñas e irregulares y una asimetría marcada de norte a sur, en comparación con ondas creadas por tormentas en la misma región a comienzos de ese mes.

Una de las imágenes divulgadas por la misión mostró ondas gravitatorias atmosféricas concéntricas provocadas por un fenómeno meteorológico grave que incluyó un tornado cerca de la frontera entre Estados Unidos y México el 3 de mayo de 2024. De acuerdo con la NASA, la captura, obtenida durante la órbita 2529 de la permanencia de AWE en la estación, exhibió ondas que se extendían por Texas y México en círculos casi perfectos, una vista rara vez observada con tanta claridad antes de esta misión.

Las mediciones apuntaron a ondas pequeñas que afectan señales y navegación

Comprender cómo esas ondas alteran la densidad del plasma en la atmósfera superior es relevante porque esas variaciones pueden interrumpir señales de radio entre satélites y la Tierra, y también entre satélite y satélite. Ese efecto puede degradar la precisión y la fiabilidad de sistemas usados para navegación, sincronización y comunicaciones.

En un estudio reciente publicado en Journal of Geophysical Research: Atmospheres, las mediciones de AWE revelaron que las ondas de gravedad con mayor influencia en la atmósfera superior tienen longitudes de onda horizontales pequeñas, de entre 30 y 300 kilómetros, precisamente el rango para el que fue diseñado el instrumento.

Concluida la fase de observación, AWE fue apagado para permitir la instalación de CLARREO Pathfinder, el experimento que lo reemplazará en el exterior de la estación espacial. Ese nuevo instrumento medirá la luz solar reflejada por la Tierra y la Luna con una precisión entre cinco y diez veces superior a la de los sensores actuales.

En los próximos días, el brazo robótico Canadarm2 retirará AWE de su ubicación en la estación. Después, el instrumento será cargado en una sección de la nave de carga SpaceX Dragon, que abandonará la órbita y se desintegrará al reingresar en la atmósfera.

Scherliess indicó que los datos seguirán disponibles una vez terminada la operación física del instrumento. “Los datos de AWE seguirán haciéndose públicos tanto para investigadores profesionales como para científicos ciudadanos”, afirmó.