Recientemente, la NASA llevó a cabo con éxito dos misiones de lanzamiento de cohetes de sondeo en Alaska, enviando tres cohetes directamente hacia la hermosa aurora boreal. Por primera vez, se "coló" en el secreto y poderoso sistema actual detrás de esta maravilla del cielo para obtener datos de observación in situ de alta calidad.
La operación incluye la misión Black and Diffuse Auroral Science Surveyor y una misión de cohetes gemelos llamada GNEISS (Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science), ambas lanzadas desde Poker Flat Research Range cerca de Fairbanks.
El cohete "Dark and Diffuse Aurora Science Surveyor" despegó de Alaska a las 3:29 am hora local del 9 de febrero, volando a una altitud de aproximadamente 224 millas (aproximadamente 360 kilómetros). La líder del proyecto, Marilia Samara, dijo que todos los instrumentos científicos y las cargas de verificación técnica que lleva el cohete funcionan con normalidad y que el equipo ha obtenido datos de altísima calidad, que proporcionan información valiosa para analizar la "oscuridad" y las estructuras difusas de la aurora.
Inmediatamente después fue la misión de doble cohete GNEISS, que se lanzó sucesivamente a las 1:19:00 y 1:19:30 del 10 de febrero. Los dos cohetes volaron sobre el mismo cinturón de auroras casi al mismo tiempo, con las altitudes de vuelo más altas siendo de aproximadamente 198,3 millas (319,06 kilómetros) y 198,8 millas (319,94 kilómetros) respectivamente. La líder del proyecto, Christina Lynch, profesora del Dartmouth College, dijo que todas las estaciones terrestres, subcargas y brazos de instrumentos extendidos funcionaron como se esperaba y que el equipo estaba "muy satisfecho" con las operaciones de lanzamiento y el rendimiento de los datos preliminares.
Los científicos señalaron que el fenómeno de la aurora es esencialmente el flujo de electrones de alta energía desde el espacio hacia la atmósfera superior de la Tierra y la luminiscencia producida después de la colisión con las moléculas de gas, al igual que la corriente que pasa a través de un filamento para encender una bombilla. Pero la luz deslumbrante es sólo una parte de todo el enorme circuito: en cualquier circuito, la corriente debe formar un circuito cerrado. Los haces de electrones que fluyen hacia la atmósfera para producir la aurora están relativamente concentrados, mientras que los electrones de "retorno" que completan el circuito son más caóticos y se moverán bajo la influencia de colisiones, campos de viento, diferencias de presión y campos eléctricos y magnéticos cambiantes, y eventualmente encontrarán su camino de regreso al espacio.
Para comprender realmente cómo se cierra este enorme circuito, no basta con saber hacia dónde vuela el cohete. Los investigadores deben mapear cómo se propaga la corriente de retorno en la atmósfera. Esto requiere seguir muchos caminos al mismo tiempo, lo que supone un enorme desafío técnico. Con este fin, la misión GNEISS construyó una solución de imágenes tridimensionales similar a la "escaneo por TC" médica mediante "colaboración de dos flechas + red de recepción terrestre" para reconstruir la estructura de la corriente auroral en plasma de gran altitud.
Durante el vuelo, los dos cohetes atravesaron la misma zona auroral a lo largo de trayectorias similares pero ligeramente diferentes, y cada uno liberó cuatro subcargas para realizar observaciones simultáneas en múltiples puntos dentro del área luminosa. El cohete envía continuamente señales de radio a la Tierra, que se "reescriben" a medida que pasan a través del plasma circundante, de manera similar a cómo los rayos X se absorben de manera diferente al pasar a través de diferentes tejidos del cuerpo humano. Al analizar pequeños cambios en las señales, los investigadores invierten la distribución de la densidad del plasma y las ubicaciones de los canales actuales para obtener un "mapa actual" tridimensional a gran escala del entorno auroral.
Las corrientes aurorales no son sólo un problema físico básico, sino que también están estrechamente relacionados con el "clima espacial". Los científicos señalan que estas corrientes controlan cómo la energía del espacio se asienta y se distribuye en la atmósfera superior de la Tierra. Cuando las corrientes se propagan, pueden calentar la atmósfera local, estimular fuertes vientos y crear turbulencias, lo que podría afectar a los satélites que vuelan o pasan a esa altitud. En los últimos años, la comunidad de investigación científica ha llevado a cabo investigaciones conjuntas desde múltiples ángulos mediante observaciones ópticas terrestres y satélites en órbita. Entre ellas, la misión del satélite EZIE de la NASA, lanzada en marzo de 2025, está monitoreando las corrientes aurorales desde el espacio, complementando la medición in situ de "paso" de este cohete.
Durante esta ventana de lanzamiento, la NASA implementó simultáneamente la misión "Dark and Diffuse Aurora Scientific Surveyor", enfocándose en detectar las manchas oscuras en la aurora llamadas "auroras negras". La teoría actual sugiere que estas áreas anormalmente "oscuras" pueden marcar fuertes inversiones locales del flujo de corriente, desempeñando un papel clave en el circuito general. La misión se pospuso hasta 2025 debido a condiciones climáticas y científicas insatisfactorias. Este vuelo exitoso significa que el equipo de investigación científica finalmente tiene el primer lote de datos sistemáticos para estudiar esta área.
Los investigadores dijeron que la aurora es el resultado de la interacción entre el plasma espacial, el campo magnético de la Tierra y la atmósfera, que involucra corrientes, partículas cargadas e innumerables colisiones microscópicas. Es una "ventana" importante para comprender el entorno espacial de la Tierra. A diferencia de "mirar hacia arriba" la aurora en la superficie durante mucho tiempo, los cohetes sonoros brindan a los científicos una rara oportunidad de viajar directamente a través de la aurora cuando está más activa y enviar instrumentos a áreas clave para realizar tareas precisas "cortas, planas y rápidas". A través de observaciones de tan alta resolución espacial y temporal, los investigadores están convirtiendo la luz y la sombra fugaces del cielo en un conocimiento profundo que revela cómo el clima espacial da forma a nuestro planeta.