El clima espacial, con su potencial para dañar la tecnología en la Tierra y sus alrededores, es una amenaza creciente para infraestructuras críticas como la red eléctrica, las telecomunicaciones y los sistemas GPS. Para comprender cómo estos fenómenos pueden interrumpir nuestros servicios esenciales, es fundamental investigar y comprender los procesos que ocurren en el sol, según el profesor Sven Wedemeyer del Rosseland Centre for Solar Physics de la Universidad de Oslo. Su trabajo cuenta con el apoyo de Magnar Gullikstad Johnsen, director del Observatorio Geofísico de Tromsø en UiT The Arctic University of Norway, quien también se dedica a la predicción del clima espacial a la espera de un servicio nacional de alerta.
Tormentas en el espacio
El clima espacial es causado por procesos solares que se propagan por el espacio. El viento solar, un flujo constante de partículas cargadas, emana del sol y llena el espacio entre los planetas de nuestro sistema solar. “El clima espacial está siempre presente en forma de viento solar que fluye en todas direcciones desde el sol. Pero ocasionalmente, se producen tormentas. Entonces hablamos de tormentas solares y tormentas geomagnéticas”, explica Johnsen.
Estos fenómenos pueden generar auroras boreales y australes, pero las tormentas solares más intensas también pueden afectar a los satélites, las comunicaciones, los sistemas GPS y las redes eléctricas, pudiendo incluso destruir o inutilizar la tecnología.
“En una sociedad cada vez más dependiente de soluciones de alta tecnología, el clima espacial constituye una amenaza significativa para el funcionamiento social. Por lo tanto, debemos monitorearlo y tratar de predecir su intensidad, llegada y efecto”, afirma Wedemeyer.
Un pronóstico nacional del clima espacial ayudaría a aumentar la seguridad, especialmente en el Ártico, según explican los expertos.
Mucho por comprender sobre el sol
Aún queda mucho por descubrir sobre el funcionamiento interno del sol. Es extremadamente complejo, enfatiza Wedemeyer. Cuando el gas se calienta mucho, como ocurre en el sol, los átomos adquieren tanta energía que los electrones se separan de los núcleos atómicos, creando una mezcla de electrones libres y partículas cargadas llamada plasma. El sol lanza este plasma al espacio, a veces en dirección a la Tierra.
El campo magnético solar es mucho más complicado que el de la Tierra. Las polaridades magnéticas opuestas están conectadas a través de bucles magnéticos que se extienden a través de la atmósfera solar. La dinámica alrededor del campo magnético permite que se acumule y almacene grandes cantidades de energía.
Cuando el campo magnético se vuelve repentinamente inestable, esta energía puede liberarse casi instantáneamente. “La energía de una poderosa explosión solar es equivalente al consumo actual de electricidad de Noruega durante millones de años”, señala Wedemeyer.
Hermosas auroras boreales, pero…
Esta explosión se denomina “fulguración”. Cuando ocurre una fulguración, se emite una potente radiación, incluyendo rayos X y rayos gamma. Al igual que la luz normal, esta radiación llega a la Tierra después de aproximadamente ocho minutos. Simultáneamente, se mueven partículas de alta energía a velocidades cercanas a la de la luz. Tanto la radiación como las partículas pueden interrumpir e incluso dañar los satélites alrededor de la Tierra.
Sin embargo, el “gran estallido” puede llegar más tarde. A menudo, una gran nube de plasma es lanzada al espacio, conocida como eyección de masa coronal (CME). Si esta nube de plasma se dirige hacia la Tierra, puede impactarnos después de uno a tres días y perturbar el campo magnético terrestre. El resultado puede ser, en el mejor de los casos, una aurora boreal o austral potente y hermosa, pero en el peor, puede causar problemas en la red eléctrica.
Qué puede salir mal
Los eventos de clima espacial más poderosos registrados desde que comenzaron las mediciones ocurrieron en 1859 y 1921. Esto fue antes de que la sociedad dependiera de la tecnología, pero el telégrafo experimentó interrupciones muy grandes. “Estas tormentas se denominan tormentas centenarias, y experimentamos tales eventos en promedio cada 100 años”, dice Johnsen.
El mundo estuvo cerca de una guerra nuclear en 1967 cuando el sol creó interrupciones en los sistemas de radar estadounidenses, que fueron interpretadas como un acto deliberado de la Unión Soviética. Durante la guerra de Vietnam, una tormenta geomagnética provocó la detonación de decenas de minas.
En 1989, una tormenta espacial desactivó la red eléctrica de Quebec, Canadá. Este evento, conocido como un evento de 30 años, dañó un transformador y toda la provincia quedó a oscuras, dejando a 15 millones de personas sin electricidad durante ocho horas. No es infrecuente que los operadores de la red experimenten efectos en sus transformadores debido al clima espacial; al menos nueve casos se han identificado en Noruega y Suecia desde 2017.
Los satélites fallan con relativa frecuencia durante los principales eventos de clima espacial. Las fulguraciones también afectan las comunicaciones de radio y los sistemas de radar, mientras que las interrupciones magnéticas asociadas impactan las operaciones de perforación en alta mar casi todas las noches. Las tripulaciones aéreas en las regiones polares pueden estar expuestas a altas dosis de radiación de las tormentas espaciales, lo que lleva a las aerolíneas a tomar precauciones.
Podríamos retroceder varios años tecnológicamente
En los últimos años ha habido una revolución tecnológica, pero eventos espaciales verdaderamente poderosos aún no han ocurrido durante esta era.
“De hecho, no hemos tenido un evento verdaderamente poderoso desde 2003. Por lo tanto, no es sencillo evaluar las consecuencias que tendría un evento verdaderamente grande. Pero debemos prepararnos para que la red eléctrica enfrente problemas extensos y podemos esperar apagones en regiones más amplias”, dice Johnsen.
En el peor de los casos, podríamos retroceder varios años tecnológicamente. Todos los sistemas que utilizan GPS o equivalentes probablemente quedarían fuera de servicio. El GPS se utiliza, por ejemplo, para la navegación, el posicionamiento y la sincronización.
La flota de satélites también quedaría desactivada; muchos satélites se romperían y varios caerían de la órbita. La comunicación se volvería difícil y los sistemas dependientes del tiempo preciso, como los ferrocarriles y los sistemas financieros, se detendrían.
La seguridad en el Ártico es vulnerable
Johnsen cree que, sin embargo, estamos bien equipados para hacer frente a un evento importante de clima espacial en Noruega. Statnett, que opera la parte nacional de la red eléctrica, tiene una organización consciente de la amenaza y estrategias para hacerle frente.
Sin embargo, las regiones del norte, incluyendo Svalbard, son un centro de eventos geopolíticos y es donde los efectos del clima espacial son más potentes y frecuentes. La tecnología utilizada para operar y mantener la seguridad civil y militar en el Ártico es vulnerable al clima espacial.
“La conciencia situacional es una palabra clave para la presencia noruega en el Ártico. Debemos utilizar tecnología que sea vulnerable al clima espacial para lograr esto. Por lo tanto, es vital tener conciencia situacional de la interacción entre el sol y la Tierra”, cree Johnsen.
Deseo de un pronosticador nacional del clima espacial
Cuando se le pregunta sobre la importancia de un servicio nacional de alerta del clima espacial para Noruega, Johnsen responde:
“Extremadamente importante. Si podemos predecir las tormentas espaciales, les da a los operadores la oportunidad de implementar medidas y movilizar a sus organizaciones de contingencia”.
Además, un servicio de alerta proporcionaría a los actores información para comprender mejor y solucionar problemas en sus sistemas. Por ejemplo, podrían determinar si fue un bloqueo o el clima espacial lo que provocó que un avión perdiera el GPS durante el aterrizaje.
En última instancia, se trata de proteger vidas y activos.
“Existe un aspecto de seguridad nacional en esto que significa que uno simplemente no puede subcontratar todo a Estados Unidos, la Unión Europea o empresas privadas”.
Propuesta de presupuesto presentada
UiT opera actualmente un centro temporal para la predicción del clima espacial. En 2020, la Agencia Espacial Noruega entregó un informe sobre la vigilancia espacial en Noruega, señalando al Instituto Meteorológico Noruego (MET), UiT y la Autoridad de Cartografía Noruega (Kartverket) como un punto de partida natural para un servicio nacional.
Estas instituciones han trabajado desde entonces para establecer un servicio nacional con el apoyo de las Fuerzas Armadas, la Agencia Espacial, Statnett y otros.
“Hemos presentado una propuesta para el presupuesto nacional y esperamos hacer realidad esto en 2027”, dice Johnsen.
Sven Wedemeyer cree que un centro noruego de investigación solar, como el actual Rosseland Centre for Solar Physics, puede ser un socio importante para comprender el clima espacial y los eventos en el sol.
The Rosseland Centre for Solar Physics (RoCS) is a Centre of Excellence funded by the Research Council of Norway and the University of Oslo. The centre aims to understand the sun’s magnetic field and its ability to produce violent explosions. It is internationally known for combining advanced computer simulations with observations from ground-based and space telescopes.
