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NASA ICON descubre los efectos de la erupción volcánica masiva de Tonga en el espacio

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El satélite GOES-17 capturó imágenes de una nube paraguas generada por la erupción submarina del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai el 15 de enero de 2022. También son visibles ondas de choque en forma de medialuna y numerosos rayos. Crédito: Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens usando imágenes GOES cortesía de NOAA y NESDIS

Cuando el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai entró en erupción el 15 de enero de 2022, envió ondas de choque atmosféricas, estampidos sónicos y olas de tsunami en todo el mundo. Ahora los científicos están descubriendo que los efectos del volcán también han llegado al espacio.

Al analizar los datos de la misión Ionospheric Connection Explorer, o ICON, de la NASA y los satélites Swarm de la ESA (Agencia Espacial Europea), los científicos descubrieron que en las horas posteriores a la erupción, se formaron vientos a la velocidad de un huracán y corrientes eléctricas inusuales en la ionosfera: la atmósfera superior electrificada de la Tierra. capa en el borde del espacio.

«El volcán ha creado una de las mayores perturbaciones espaciales que hemos visto en la era moderna», dijo el físico Brian Harding en[{» attribute=»»>University of California, Berkeley, and lead author on a new paper discussing the findings. “It is allowing us to test the poorly understood connection between the lower atmosphere and space.”

Hunga Tonga Hunga Ha’apai Eruption Illustration

The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption on January 15, 2022, caused many effects, some illustrated here, that were felt around the world and even into space. Some of those effects, like extreme winds and unusual electric currents were picked up by NASA’s ICON mission and ESA’s (the European Space Agency) Swarm. Image not to scale. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith

ICON launched in 2019 to identify how Earth’s weather interacts with weather from space – a relatively new idea supplanting previous assumptions that only forces from the Sun and space could create weather at the edge of the ionosphere. In January 2022, as the spacecraft passed over South America, it observed one such earthly disturbance in the ionosphere triggered by the South Pacific volcano.

“These results are an exciting look at how events on Earth can affect weather in space, in addition to space weather affecting Earth,” said Jim Spann, space weather lead for NASA’s Heliophysics Division at NASA Headquarters in Washington, D.C. “Understanding space weather holistically will ultimately help us mitigate its effects on society.”

When the volcano erupted, it pushed a giant plume of gases, water vapor, and dust into the sky. The explosion also created large pressure disturbances in the atmosphere, leading to strong winds. As the winds expanded upwards into thinner atmospheric layers, they began moving faster. Upon reaching the ionosphere and the edge of space, ICON clocked the windspeeds at up to 450 mph – making them the strongest winds below 120 miles altitude measured by the mission since its launch.

NASA’s ICON to Explore Boundary Between Earth and Space

Illustration of ICON spacecraft. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith

In the ionosphere, the extreme winds also affected electric currents. Particles in the ionosphere regularly form an east-flowing electric current – called the equatorial electrojet – powered by winds in the lower atmosphere. After the eruption, the equatorial electrojet surged to five times its normal peak power and dramatically flipped direction, flowing westward for a short period.

“It’s very surprising to see the electrojet be greatly reversed by something that happened on Earth’s surface,” said Joanne Wu, a physicist at University of California, Berkeley, and co-author on the new study. “This is something we’ve only previously seen with strong geomagnetic storms, which are a form of weather in space caused by particles and radiation from the Sun.”

Swarm Constellation

ESA’s constellation of three Swarm satellites is designed to identify and measure precisely different magnetic signals. This will lead to new insight into many natural processes, from those occurring deep inside the planet, to weather in space caused by solar activity. Credit: ESA/ATG Medialab

The new research, published today (May 10, 2022) in the journal Geophysical Research Letters, is adding to scientists’ understanding of how the ionosphere is affected by events on the ground as well as from space. A strong equatorial electrojet is associated with redistribution of material in the ionosphere, which can disrupt GPS and radio signals that are transmitted through the region.

Understanding how this complex area of our atmosphere reacts in the face of strong forces from below and above is a key part of NASA research. NASA’s upcoming Geospace Dynamics Constellation, or GDC, mission will use a fleet of small satellites, much like weather sensors on the ground, to track the electrical currents and atmospheric winds coursing through the area. By better understanding what affects electrical currents in the ionosphere, scientists can be more prepared to predict severe problems caused by such disturbances.

Reference: “Impacts of the January 2022 Tonga Volcanic Eruption on the Ionospheric Dynamo: ICON-MIGHTI and Swarm Observations of Extreme Neutral Winds and Currents” by Brian J. Harding, Yen-Jung Joanne Wu, Patrick Alken, Yosuke Yamazaki, Colin C. Triplett, Thomas J. Immel, L. Claire Gasque, Stephen B. Mende and Chao Xiong, 10 May 2022, Geophysical Research Letters.
DOI: 10.1029/2022GL098577

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La NASA niega el informe de fuga del propulsor SpaceX Crew Dragon, revela una falla no relacionada con el escudo térmico

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En una respuesta parcial a un informe que alega evidencia de varias anomalías significativas durante un reciente lanzamiento privado de astronautas que podría afectar a una tripulación de astronautas de la NASA lanzada el mes pasado, la agencia espacial emitió un comunicado negando estas acusaciones. Sin embargo, la misma declaración reveló simultáneamente que SpaceX había descubierto recientemente un problema diferente con un componente diferente de la nave espacial Crew Dragon durante las pruebas en tierra.

23 de mayo, espacio explorado publicó un informe que alega que una nave espacial SpaceX Crew Dragon encontró problemas importantes durante Axiom-1, el primer lanzamiento de astronautas completamente privado de la compañía a la Estación Espacial Internacional (ISS). Según la información de las fuentes y un posible memorando interno de SpaceX, parte del propulsor tóxico de Dragon se filtró durante el vuelo de 17 días, dañó o debilitó partes de su escudo térmico y «[caused] desgaste peligrosamente excesivo en el reingreso. En general, el informe parecía bien investigado e incluso alegó que el Centro de Ingeniería y Seguridad de la NASA (NESC) había abierto una investigación. Además, cuando se les solicitó un comentario, ni la NASA ni SpaceX inicialmente estaban dispuestos a hablar oficialmente, lo que también significaba que ninguno había negado los cargos.

Un día después, la NASA proporcionó una declaración oficial a Space Explored negando explícitamente que hubiera habido una fuga de propulsor, contaminación del escudo térmico o desgaste excesivo del escudo térmico durante cualquiera de los «reingresos recientes de la tripulación de Dragon».

La NASA también descartó las preocupaciones sobre la reutilización de un escudo térmico Cargo Dragon 2 usado anteriormente estructura en Crew-4, que se lanzó solo dos días después de que se recuperara Axiom-1 y se espera que pase de cuatro a cinco meses más en órbita. También señaló que reutilizar el escudo térmico de Dragon Baldosa – las estructuras que experimentan la mayor parte del calentamiento por reingreso y se sumergen en agua salada después de cada misión – son extremadamente limitadas y solo se han intentado ocasionalmente Carga Misiones de dragones.

Simultáneamente, la NASA reveló que «una nueva estructura compuesta de escudo térmico destinada a volar en Crew-5 falló en una prueba de aceptación» en la fábrica Dragon de SpaceX en Hawthorne, California. La falla de la prueba no relacionada se atribuyó a un defecto de fabricación y la NASA no mostró signos de preocupación seria en su declaración, lo que sugiere que el problema puede ser menos grave de lo que parece. En respuesta, la NASA dice que SpaceX simplemente usará una estructura compuesta de escudo térmico diferente para Crew-5, cuyo lanzamiento está programado no antes de (NET) en septiembre de 2022.

Los datos asociados con los reingresos recientes de la tripulación Dragon eran normales: el sistema funcionaba como se esperaba sin problemas. No hubo fugas de hipergol al regresar de una misión Dragon tripulada o contaminación con el escudo térmico que causaba un desgaste excesivo. SpaceX y la NASA realizan una revisión técnica completa del sistema de protección térmica del escudo térmico después de cada regreso, incluso antes del lanzamiento de la misión Crew-4 actualmente en la Estación Espacial Internacional. La estructura compuesta del escudo térmico (estructura debajo de la teja) se rehizo de acuerdo con los procesos normales de planificación y renovación. El sistema de protección térmica en el escudo térmico principal de Crew-4 era nuevo, como lo ha sido para todas las misiones de vuelos espaciales tripulados. SpaceX solo ha demostrado la reutilización de placas PICA (Ablator de carbono impregnado con fenólico) seleccionadas, que es un material liviano diseñado para soportar altas temperaturas, como parte del escudo térmico en vuelos de carga.

La NASA y SpaceX están determinando actualmente la asignación de hardware para la próxima misión SpaceX Crew-5 de la agencia, incluido el escudo térmico Dragon. SpaceX tiene un riguroso proceso de prueba para poner a prueba cada componente y sistema para garantizar la seguridad y la confiabilidad. A principios de mayo, una nueva estructura compuesta de escudo térmico destinada a volar en Crew-5 no superó la prueba de aceptación. La prueba hizo su trabajo y encontró un defecto de fabricación. La NASA y SpaceX usarán otro escudo térmico para el vuelo que se someterá a las mismas rigurosas pruebas previas al vuelo.

La seguridad de la tripulación sigue siendo la máxima prioridad para la NASA y SpaceX y seguimos apuntando a septiembre de 2022 para el lanzamiento de Crew-5.

NASA – 24 de mayo de 2022

Quedan algunas peculiaridades. Si bien la refutación explícita de la NASA debe considerarse la última palabra definitiva sobre el asunto, todavía es muy inusual que la NASA y SpaceX se hayan negado o no hayan podido negar rápida y públicamente las afirmaciones que horas después han sido cuestionadas. Podría ser simplemente una consecuencia de la falta de comunicación interna y externa de la NASA y SpaceX o el amor de ambas partes por ocultar información a los contribuyentes sobre los sistemas y tecnologías por los que pagaron esos mismos contribuyentes.

Axiom-1 se recuperó sin problemas (informado) el 25 de abril. (Axioma espacio)
Menos de dos semanas después, después de dar el visto bueno para el lanzamiento de astronautas de la NASA Crew-4 de SpaceX dos días después de la recuperación de Axiom-1, la NASA autorizó a SpaceX a regresar a cuatro astronautas de la Crew-3 a la Tierra con una tercera Crew Dragon. (EspacioX)

Por otro lado, después del rodaje de Crew Dragon’s Demo-2 con un desgaste del escudo térmico superior al esperado en 2020, es casi imposible imaginar que la NASA y SpaceX hubieran lanzado Crew-4 dos días después. 1. sin verificar con certeza que la erosión del escudo térmico estuviera dentro de los límites normales. Los mosaicos de escudo térmico Dragon Phenolic-Impregnated Carbon Ablator (PICA-X) mejorados de SpaceX son habría sido diseñado para erosionar [PDF] menos de un centímetro de su grosor alrededor de 2017 ~ 7,5 cm (3 pulgadas) después de cada reingreso. Musk fue aún más lejos, afirmando en 2012 que «[PICA-X] puede usarse potencialmente cientos de veces para volver a entrar en la órbita terrestre con solo una degradación menor cada vez. Si fuera cierto, sería extremadamente difícil, incluso para una rápida inspección posterior al vuelo de la cápsula Dragon de Axiom-1, pasar por alto lo que Space Explored describió como «desgaste peligrosamente excesivo».

En teoría, durante la recuperación, el equipo de recuperación de SpaceX también debería haber detectado de inmediato incluso una pequeña fuga de propulsor, ya que la primera parte del proceso práctico implica que un pequeño equipo con máscaras antigás y detectores se acerque a la cápsula flotante para asegurarse. es seguro para que otros se acerquen. El combustible líquido de monometilhidrazina (MMH) y tetróxido de dinitrógeno (NTO) de Crew Dragon son altamente tóxicos en pequeñas cantidades y el MMH es un cancerígeno conocido.

En total, la noticia de una posible fuga del propulsor y un rendimiento anormal del escudo térmico parece haber sido una falsa alarma, aunque, coincidencia o no, una anomalía aparentemente menor con una estructura de escudo térmico Crew Dragon no tripulada. hizo ocurrir a principios de este mes. A pesar de esta anomalía, Crew-4 y Crew-5 están procediendo normalmente, y la NASA parece estar contenta con el desempeño de Crew Dragon en varios lanzamientos y recuperaciones recientes.

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Horoscopo

El lanzamiento de la misión lunar CAPSTONE cubesat se pospone hasta el 6 de junio

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Una pequeña nave espacial tendrá que esperar un poco más para su gran lanzamiento lunar.

La misión CAPSTONE, abreviatura de «Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment», se lanzará no antes del 6 de junio, anunció la NASA. a fines de la semana pasada (se abre en una nueva pestaña).

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Horoscopo

La erupción del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ha llegado al espacio

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Les volcans qui explosent en panaches de magma et de cendres peuvent être suffisamment puissants pour déclencher d’énormes ondes de choc et des bangs soniques au-dessus tout en provoquant des tremblements de terre, des glissements de terrain et des vagues de tsunami plus près de la superficie. Ahora un volcán ha hecho todo lo anterior y espacio afectado.

Este tipo de fenómenos no solo ocurren en películas como pico de Dante. la Volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai hace que la erupción mortal que enfrenta el vulcanólogo incondicionalmente anti-James-Bond de Pierce Brosnan apenas parezca una hoguera. Il a éclaté si violemment que non seulement il a secoué l’atmosphère et l’océan, mais la NASA a découvert que les effets s’étendaient plus loin que l’atmosphère terrestre, avec des vents assez rapides pour rivaliser avec un ouragan aux confins del espacio. Es hoy una de las perturbaciones más enormes jamás observadas en el espacio.

Además de tener un temperamento notoriamente caliente (la última erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2015 arrojó cenizas a más de cinco millas hacia el cielo y en realidad formó una nueva isla a partir de todo ese vómito), el volcán submarino ahora les ha dado a los investigadores la oportunidad de vea lo que sucede cuando el clima terrestre y el clima espacial chocan. El físico de UC Berkeley, Brian Harding, realizó un estudio sobre el monstruo que escupe fuego, publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica.

«El volcán puede enseñarnos qué tipos de ondas atmosféricas transfieren impulso y energía desde el suelo al espacio», dijo a SYFY WIRE. «Esperamos que esto represente los mecanismos que transmiten impulso y energía desde la atmósfera inferior al espacio y, finalmente, conduzcan a mejores predicciones del clima espacial».

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Hunga Tonga-Hunga Ha’apai se esconde en las profundidades del Océano Pacífico Sur occidental, frente a las islas principales de Tonga. Algunas de las olas del tsunami a su paso fueron lo suficientemente altas como para alcanzar la estratosfera, y el polvo y el gas que arrojó a la mesosfera. ICONO DE LA NASA (Explorador de conexiones ionosféricas) y Satélites Swarm de la ESA eran parte de ella. Apenas unas horas después de que el volcán activo explotara, las dos naves espaciales captaron extrañas corrientes eléctricas en la capa superior de la atmósfera, o la ionosfera.

Comprender fenómenos como este es (en su mayor parte) solo posible a través de observaciones. Simplemente no puedes recrear algo así en un laboratorio. Incluso dar sentido a las observaciones puede ser difícil cuando ocurren múltiples procesos al mismo tiempo y en el mismo lugar, lo que puede confundir la causa y el efecto.

ICON tiene su ojo en el borde del espacio. Él observa una región donde los gases pueden ser turbulentos y donde las ráfagas de viento solar transportan partículas cargadas. Cuando ocurren erupciones solares y eyecciones de masa coronal, los ataques de estas partículas pueden causar tormentas geomagnéticas que interrumpen nuestros satélites, Internet y la infraestructura de energía. La erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai fue capaz de algo que solo se suponía que podía hacer una tormenta geomagnética.

Los vientos intensos afectan las corrientes eléctricas en la ionosfera, razón por la cual ICON y Swarm detectaron algo sospechoso. Las partículas ionosféricas, principalmente electrones e iones como NO+ y O2+, crean una corriente conocida como electrochorro ecuatorial.

“No son las corrientes eléctricas en sí mismas los impactos más severos del clima espacial, sino que las corrientes eléctricas son un marcador inequívoco de cambios en el sistema de dínamo ionosférico”, dijo Harding. «Esto tiene otras implicaciones para la distribución del plasma».

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Cuando los vientos de la atmósfera inferior impulsan el electrochorro, fluye hacia el este. El plasma perturbado puede provocar que los sistemas eléctricos, de comunicación y de navegación (como el GPS) no funcionen correctamente en la Tierra. Esta erupción perturbó tanto al electrochorro que se volvió temporalmente cinco veces más poderoso de lo habitual. También experimentó un fenómeno que nada más que una poderosa tormenta geomagnética ha causado: el flujo del electrochorro en realidad se invirtió.

No es una gran sorpresa para los científicos cuando ocurre una inversión como esta, porque el Sol siempre tiene algún tipo de rabieta que envía partículas cargadas que se precipitan y, a veces, dan vueltas alrededor del electrochorro si tienen suficiente influencia. La erupción Hunga Tonga-Hunga Ha’apai también fue la inversión más fuerte que Swarm jamás haya visto, e ICON tuvo el momento y la posición adecuados para atraparla. Lo que ICON envió a tierra mostró que había una turbulencia extrema en la ionosfera. Sus observaciones se acercaron a las predicciones previas de cómo la atmósfera superior se vería afectada por una perturbación de esta magnitud.

“Antes de que podamos esperar predecir la respuesta de la atmósfera superior a una miríada de fuentes de variabilidad desde abajo, primero debemos poder predecir la respuesta de la atmósfera superior a una sola fuente como la explosión”, dijo Harding.

Lo que sucede donde termina la atmósfera y comienza el espacio apenas comienza a entenderse. Después próxima misión GDC de la NASA (Geospace Dynamics Constellation) se lanzará en 2027, monitoreará otros eventos donde terminan los confines de la Tierra y comienza la última frontera.

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