Las demoras en la comunicación vía satélite no son infrecuentes en el territorio brasileño, un problema que puede llegar a comprometer los servicios basados en el funcionamiento de las transmisiones de radio y del sistema de geoposicionamiento global (GPS), como el control del tráfico aéreo y terrestre. Esta interferencia es el resultado de una combinación de dos factores: la formación de burbujas de plasma en la alta atmósfera, una sopa de iones, partículas con carga eléctrica positiva y negativa; y la localización geográfica del país, cerca de la zona ecuatorial, más susceptible a los efectos de una anomalía magnética que potencia el efecto de las mencionadas burbujas.
El 26 de noviembre fue lanzado al espacio desde el Centro Espacial Kennedy, en el estado de Florida (EE. UU.), un nanosatélite desarrollado por las agencias espaciales de Brasil (AEB) y Estados Unidos (Nasa) para estudiar este tema de cerca. El dispositivo, denominado Sport –acrónimo en inglés de Scintillation Prediction Observations Research Task– despegó a bordo de un cohete Falcon-9 de la empresa estadounidense Space X, cuya misión principal era llevar suministros a la Estación Espacial Internacional (EEI).
El instrumento de observación fue diseñado y construido en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) y el Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), en colaboración con el Marshall Space Flight Center, de la Nasa, y universidades estadounidenses. El satélite pesa 9 kilogramos y tiene el tamaño de una caja de zapatos. Estaba previsto que quedaría alojado en la estación espacial hasta el 29 de diciembre, fecha en que sería liberado para iniciar su servicio en el espacio. El Sport orbitará la Tierra al menos durante un año, a una altura de entre 350 y 400 kilómetros (km).
Su costo fue de unos 6 millones de dólares, que Brasil y Estados Unidos se repartieron por partes iguales. Su misión es el estudio de la formación de las burbujas de plasma en la ionósfera, que causan la dispersión y la colisión de las señales de radio, un fenómeno llamado centelleo. La ionósfera es una región situada entre los 80 y 600 km de altitud sobre el nivel del mar en la que confluyen los climas de la Tierra y del espacio. También es la zona de circulación de gran parte de los satélites importantes para las actividades humanas, además de la propia EEI. La formación de las burbujas se debe a la incidencia de la radiación solar en la ionósfera, una capa de la atmósfera considerada bastante inestable.
“El centelleo se produce con más intensidad entre septiembre y abril, especialmente entre las puesta del sol y las 2 de la madrugada”, dice el físico Mangalathayil Abdu, investigador jubilado del Inpe y exprofesor del ITA, uno de los líderes de la misión Sport en Brasil, que contó con financiación de la FAPESP. “En determinados momentos, puede llegar a ocurrir todas las noches”. Nativo de la India, Abdu fue uno de los responsables del primer registro de burbujas en el plasma ionosférico de Brasil, en 1976. Fue el coordinador del programa de investigación de la ionósfera del Inpe entre 1978 y 2008 y continúa dirigiendo proyectos en el área.
NASASatélite SportNASA
Durante el día, la radiación liberada por el Sol excita las moléculas en suspensión en el aire. Esto genera un campo eléctrico que hace que esta parte del cielo concentre un tránsito intenso de partículas electrizadas. La densidad de este plasma varía según la época del año y el momento del día. Por la noche, cuando no hay influencia de la radiación solar, las partículas electrizadas que se hallaban “sueltas” en el plasma tienden a recombinarse en moléculas de gas. Así surgen las burbujas de plasma, que se concentran en las bandas oscuras de las imágenes utilizadas en este reportaje.
Se trata de un movimiento natural de la atmósfera, más frecuente en las zonas aledañas a la línea del ecuador. En el caso de Brasil, existe un agravante extra: la influencia de la Anomalía del Atlántico Sur, un fenómeno magnético que provoca que la radiación emitida por el Sol se acerque a la superficie más que lo normal, causando más excitación –y burbujas de plasma– sobre la región.
El Sport se encuentra en desarrollo desde 2017. El diseño del nanosatélite corrió por cuenta del ITA. La Nasa y las universidades estadounidenses de Texas, de Alabama y del estado de Utah se hicieron cargo del instrumental embarcado, además de la empresa privada Aerospace, también de Estados Unidos. En total son seis instrumentos, que miden aspectos tales como el campo magnético y eléctrico, la velocidad y la densidad de los iones de la atmósfera. Los datos recogidos por el satélite serán enviados al Inpe y a la Nasa y, una vez procesados, quedarán disponibles públicamente.
La misión del satélite es investigar las condiciones favorables para se produzca el centelleo en el espacio y, de este modo, tal vez pueda hallarse una manera de prever cuándo pueden aparecer estas perturbaciones y afectar al sistema de comunicación. Si fuera posible saber cuándo un satélite resultará afectado por este fenómeno, la pérdida de comunicación podría eludirse mediante la transferencia de su señal a otro satélite, fuera de la zona de influencia de las burbujas de plasma.
A pesar de que el fenómeno del centelleo ya ha sido estudiado desde la Tierra por el Radio Observatorio de Jicamarca, en Perú, la presencia de un nanosatélite en el espacio dedicado a este objetivo posibilitará avances en la comprensión de la formación de las burbujas de plasma. “A partir de las observaciones realizadas en el espacio, esperamos poder captar ciertos aspectos del fenómeno que no son posibles desde la Tierra”, dijo, en una entrevista concedida a Pesquisa FAPESP, el físico estadounidense Jim Spann, director científico en clima espacial de la Nasa y participante en el proyecto. “A diferencia de otros satélites lanzados para estudiar el clima espacial, el Sport no sigue una órbita sobre el ecuador geográfico. Por ello, también puede mapear ecuador magnético [que comprende áreas más al sur y al norte del planeta]”.
Además de seguir de cerca el desarrollo del proyecto en el Marshall Space Flight Center, Spann fue quien sugirió el nombre del nanosatélite. El motivo no tiene nada que ver con la ciencia, sino con su pasado en suelo brasileño. Hijo de padres misioneros religiosos, vivió en la ciudad de Recife de los 5 a los 18 años. Durante su estadía en la capital del estado de Pernambuco, el físico tenía el hábito de ir a la cancha para ver los partidos de fútbol junto a su padre y hermanos. “El equipo del cual soy hincha es el Sport Club de Recife”, comenta en un portugués con acento del nordeste de Brasil mezclado con el de un angloparlante. El nuevo satélite parecía la oportunidad perfecta para rendirle un homenaje a su equipo. “Sport es un nombre que tiene sentido tanto en inglés como en portugués”, dice.
Proyecto
The Scintillation Prediction Observation Research Task (Sport) (nº 16/24970-7); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Mangalathayil Abdu (ITA); Inversión R$ 4.783.335,43.
