La misión ELFIN financiada por la NASA estudiará cómo se pierden los electrones

Representación artística de los cinturones de Van Allen, mostrando las líneas del campo magnético de la Tierra y las trayectorias de las partículas cargadas atrapadas por ellos. Las naves gemelas ELFIN se muestran siguiendo su órbita polar inclinada, trazada en amarillo. Crédito: UCLA EPSS / NASA

A quinientos kilómetros sobre la superficie de nuestro planeta, el espacio cercano a la Tierra rebosa de acción. Aquí comienzan los Cinturones de Van Allen, un par de anillos concéntricos de partículas de movimiento rápido y radiación intensa que se extiende más de 48,280 kilómetros hacia el espacio. En su mayor parte, estas partículas están confinadas a esta región especial, en espiral a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra. Pero a veces se acercan demasiado y se estrellan contra nuestra atmósfera, creando una llamativa aurora roja difusa, pero también interfiriendo potencialmente con comunicaciones críticas y satélites GPS de los que dependemos todos los días.

Una nueva misión de CubeSat llamada The Electron Losses and Fields Investigation, o ELFIN, estudiará uno de los procesos que permite que los electrones energéticos escapen de los cinturones de Van Allen y caigan en la Tierra. ELFIN se lanzó desde la Base de la Fuerza Aérea de Vandenburg en California el 15 de septiembre de 2018.

Durante los últimos cinco años, casi 250 estudiantes han pasado miles de horas diseñando y construyendo ELFIN, más formalmente el CubeSat de investigación de pérdida de electrones y campos. Créditos: UCLA.

Cuando las tormentas magnéticas se forman en el espacio cercano a la Tierra, crean ondas que hacen temblar las líneas del campo magnético de la Tierra, expulsando a los electrones de los cinturones de Van Allen y hacia abajo a nuestra atmósfera. ELFIN pretende ser el primero en observar simultáneamente esta precipitación de electrones y también verificar el mecanismo causal, midiendo las ondas magnéticas y los electrones "perdidos" resultantes.

Financiado por la NASA, la National Science Foundation y socios de la industria, ELFIN es una misión de CubeSat. Los CubeSats son satélites pequeños y livianos, medidos en unidades estandarizadas de 10 por 10 por centímetro cúbico, que son comparativamente rápidos de desarrollar y vienen con una etiqueta de precio a una fracción de las misiones satelitales más grandes. ELFIN usa dos CubeSats idénticos de 3U o 3 unidades cúbicas, ambos del tamaño de una hogaza de pan. Al usar dos satélites en lugar de uno, ELFIN podrá medir cómo varían los electrones precipitados en el espacio y el tiempo. Diseñado, construido y probado por un equipo de 250 estudiantes de UCLA durante cinco años, ELFIN será el primer satélite desarrollado, administrado y operado en su totalidad por UCLA. Una ventaja clave de CubeSats es que permiten un medio económico para involucrar a los estudiantes en todas las fases del desarrollo de satélites.

Los gemelos ELFIN CubeSats. Créditos: UCLA EPSS.

Los satélites pequeños, incluido CubeSats, desempeñan un papel cada vez más importante en la exploración, la demostración de tecnología, la investigación científica y las investigaciones educativas en la NASA. Estos satélites en miniatura proporcionan una plataforma de bajo costo para las misiones de la NASA, incluida la exploración espacial planetaria; Observaciones de la tierra; ciencia fundamental de la Tierra y el espacio; y desarrollar instrumentos científicos precursores como comunicaciones láser de vanguardia, comunicaciones de satélite a satélite y capacidades de movimiento autónomo.

El día de su lanzamiento, ELFIN montó una carga secundaria en un cohete Delta II con Ice, Cloud y Land Elevation Satellite-2 de la NASA, o misión ICESat-2. ICESat-2 para medir el espesor de las capas de hielo, los glaciares, el hielo marino y más para documentar cómo la criósfera de la Tierra -la parte de agua congelada del sistema de la Tierra- está cambiando con el tiempo.