Tormentas Solares

Debido al nuevo ciclo solar, el numero 24, desde que se realizan seguimientos y estudios de los mismos, creo interesante buscar por internet alguna información sobre el tema, ya que a nosotros nos afecta doblemente; una como ciudadanos y las consecuencias que ello acarrea y como radioaficionados y miembros de Protección Civil con la responsabilidad que ello supone. Como os decía el pasado mes de marzo del 2011 se celebraron en Madrid las Jornadas Técnicas sobre el clima espacial y de el se deriva un informe que podéis ver a continuación realizado por 28T1 EA4FSI, Ismael Pellejero, en el cual se habla de la consecuencias que podría tener una tormenta Solar de dimensiones similares a las del Efecto Carrinton del siglo XIX. Riesgos derivados del clima Espacial

Se pone en marcha el proyecto Spacecast para pronosticar el tiempo espacial

Los fenómenos explosivos que tienen lugar en el Sol producen la emisión intensa de partículas de alta energía y radiación electromagnética que afectan a la Tierra y a su campo magnético, la magnetosfera y nuestro escudo protector contra estas partículas. El proyecto europeo Spacecast, que el pasado 1 de marzo entró en fase operativa, proporcionará datos regulares y fiables, a través de la web, de las previsiones del tiempo espacial, y trabajará en el desarrollo de modelos solares y heliosféricos más precisos para predecirlo.

El tiempo espacial es el conjunto de condiciones del medio interplanetario, entre el Sol y la Tierra, en un momento determinado, y da cuenta de las alteraciones debidas a la actividad solar. Según Blai Sanahuja, catedrático del Departamento de Astronomía y Meteorología de la UB que participa en el proyecto Spacecast, «la importancia de estos fenómenos no ha cambiado tanto por el Sol, que sigue su ciclo habitual, sino por nuestra dependencia de estos cambios, que cada vez tienen un mayor impacto en nuestra tecnología».

El proyecto europeo Spacecast, liderado por investigadores del Centro Antártico Británico (BAS), ha empezado a ofrecer previsiones, con un margen de entre una y tres horas, que proporcionan a los operadores de satélite el índice de riesgo de tormentas solares y geomagnéticas. Estos avisos permiten actuar para evitar interrupciones y un mal funcionamiento de los satélites, para que, desconectando sistemas no esenciales, redireccionando señales o reorganizando maniobras de órbita, los satélites puedan seguir operando durante estas tormentas.

Las previsiones actuales quedan restringidas a los cinturones de radiación de Van Allen, la región de la magnetosfera más cercana a la Tierra, donde orbitan la mayor parte de los satélites. Estos cinturones son zonas estables con una densidad elevada de protones o electrones, atrapados y reflejados por el campo magnético terrestre, que forman dos anillos alrededor de nuestro planeta.

En los próximos dos años Spacecast trabajará en el conocimiento de la física de estos fenómenos con el fin de mejorar las previsiones del tiempo espacial. El estudio se hará extensivo a los electrones de más baja energía y también se trabajará para modelizar los choques acolisionales, eventos de partículas energéticas que se generan por perturbaciones interplanetarias. Estos fenómenos están conducidos por eyecciones de masa coronal que se propagan desde el Sol hasta la Tierra, a distancias de más de 150 millones de kilómetros.

La modelización de los flujos de partículas por el espacio interplanetario constituye la principal línea de investigación de Blai Sanahuja y Àngels Aran, investigadores que además de participar en el proyecto Spacecast también colaboran en otras iniciativas europeas y en la Agencia Espacial Europea, junto con Neus Àgueda, investigadora de la UB. Los tres son miembros del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB, centro adscrito al Barcelona Knowledge Campus.

El estudio de los flujos de partículas energéticas de origen solar fuera de la magnetosfera es especialmente importante para las misiones espaciales. «De hecho, el desconocimiento que tenemos de ellos (cómo se generan, qué intensidades pueden alcanzar, etc.) es uno de los grandes riesgos de las misiones espaciales, y más si son tripuladas. Se puede decir que la meteorología espacial está en sus inicios y que la predicción del tiempo espacial tiene mucho camino por recorrer», apunta Sanahuja.

Las principales dificultades de esta disciplina son, por una parte, la falta de datos (hay muy pocas sondas interplanetarias y satélites, y se trata de fenómenos de millones de kilómetros de extensión), y por la otra, el hecho de que no se trabaje con gases eléctricamente neutros, como es el caso de la atmósfera terrestre, sino con plasmas, gases totalmente ionizados en un entorno magnetizado muy variable. La física de los procesos involucrados es muy compleja y no se conoce suficientemente bien. Como resultado, los modelos existentes aún son poco precisos.

El Sol tiene un ciclo casi regular de actividad que dura aproximadamente once años. El número de tormentas magnéticas de origen solar varía desde una quincena en el mínimo del ciclo solar, hasta unas sesenta alrededor de su máximo. Se prevé que el próximo máximo del ciclo actual tenga lugar entre 2013 y 2015.

Actualmente ya se han producido pérdidas millonarias causadas por fuertes tormentas magnéticas que han dañado los satélites. Entre los meses de octubre y noviembre de 2003, las tormentas magnéticas afectaron a 47 satélites. Los daños, incluida la pérdida total de satélites científicos, se han valorado en 640 millones de dólares. La tormenta magnética más fuerte registrada hasta ahora es la denominada tormenta de Carrington, que tuvo lugar en 1859, una época anterior a la llegada de los satélites de comunicación, Internet y los sistemas de posicionamiento global (GPS, Galileo, Glonass). Se estima que si esa tormenta tuviera lugar ahora, las pérdidas serían de hasta 30.000 millones de dólares.

El nuevo sistema de previsión de Spacecast, que se actualiza cada hora, ayudará a proteger los satélites utilizados para la navegación, las telecomunicaciones, la teledetección y otros servicios.

Spacecast es un proyecto grande que forma parte del VII Programa marco de la UE y está financiado con 2,5 millones de euros. Participan en él investigadores del BAS (Reino Unido), la Universidad de Barcelona, la Universidadde Helsinki (Finlandia) y la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), las tres de la red LERU, así como el Instituto Meteorológico Finlandés, el Laboratorio Francés Aeroespacial y la empresa DH Consultancy (Bélgica). (Fuente: U. Barcelona)

Fuente: (Noticiasdelaciencia.com / Amazings.com).

PROPAGACION EN VHF, UHF y SHF.

Sin duda alguna, las frecuencias asignadas a los radioaficionados en el espectro de V-U-SHF constituyen un potencial enorme en anchura de banda en comparación con las de HF; pero, a pesar de esto, son las menos usadas de todas, exceptuando los 144 Mhz y 430 Mhz, que gozan de mucha popularidad, principalmente en Europa y Norteamérica, el resto son utilizadas esporádicamente por experimentadores. Así pues, tenemos asignados unos 200 Mhz por sólo unos 3 Mhz en HF, estas frecuencias, superiores a 50 Mhz, son las que van cogiendo auge y constituyen una salida a la congestión actual de las decamétricas. Estas bandas las podemos dividir en tres bloques diferentes entre si, según sus propiedades más importantes: de 30 a 300 Mhz, las VHF; de 300 a 1.000 Mhz, las UHF y superiores las SHF, también se llaman microondas. En un principio, se creía que las comunicaciones en estas frecuencias sólo servían para QSO´s locales (hoy en día queda gente que así piensa). Las antenas son relativamente pequeñas y eficaces al compararlas con las de HF, con lo que podemos lograr que la potencia entregada por el transmisor quede elevada muchas veces, podemos dirigir la onda hacia donde nos interese y radiar con unos ángulos muy pequeños. En estas bandas afectan muy poco los ruidos cósmicos y atmosféricos (sólo algo en los 50 Mhz) y la sensibilidad del receptor viene dado por su nivel de ruido propio; en cambio es afectada por las condiciones meteorológicas en gran manera, a veces en períodos muy malos de propagación facilitando la comunicación a largas distancias.

Banda de 6 Mts. (50 Mhz):Esta banda está situada en la parte más baja de la VHF y comparte propiedades de las HF con las de VHF. Esta mezcla hace que sea, quizá la más interesante de todas las bandas ya que permite QSO´s locales como buenos DX´s a distancias de 2.000 Km. O QSO´s transcontinentales con Asia, África y América. Nos dos tipos de propagación que permiten más distancia en esta banda son la reflexión por capa F2, durante períodos de máxima actividad solar y la propagación transecuatorial, también usable en los máximos de los ciclos solares, que permite DX´s entre estaciones separadas unos 3.500 KM. Del ecuador, tanto en pasos perpendiculares como oblicuos.

Banda de 2 Mts.(144 Mhz): El principio de banda es utilizada fundamentalmente para DX en CW y SSB. Aquí ya estamos de lleno en la VHF y sus modalidades de propagación difieren mucho d las de HF: los efectos ionosféricas son muy reducidos y nunca ha habido reflexiones por capa F, aunque teóricamente sea posible. La onda directa Hasta el horizonte, en terrenos despejados y sin obstáculos, tiene las mismas necesidades expuestas en el apartado de 50 Mhz, quizá con un poco menos de alcance, pero en la práctica, debido a mayor sensibilidad de los receptores y técnicas más modernas, se logran los mismos resultados. En apertura de esporádica E permite llegar hasta distancias de 2.000 Km. O más. Otra modalidad, con mucho auge, es el rebote lunar. Para finalizar la propagación transecuatorial es perfectamente usable en las zonas más favorecidas, es decir 3.000 Km. Por encima y debajo del ecuador magnético.

Banda de 70 Cm. (432 Mhz):La banda de los 70 cm. Ya está de lleno en la parte de UHF y sus características empiezan a variar bastante respecto a las anteriores. La propagación troposférica es excelente y en ocasiones mejor que en 144 Mhz, aunque las máximas distancias obtenidas sean algo menores. En esta frecuencia es donde se produce la más alta actividad en rebote lunar, siendo las condiciones las mismas que en VHF, pero se beneficia por las menores dimensiones de las antenas.

Banda de 1.296 Mhz y superiores: la actividad en esta frecuencias es muy pequeña y las potencias usadas normalmente son bajas: en 1.396 Mhz se puede comunicar distancias de 1.000 Km. O más con buenas condiciones de propagación, para distancias mayores se usa el rebote lunar, aunque todavía es escasa la actividad usando potencias de 200 a 300 vatios y parábolas de dos a seis metros de diámetro. Esta frecuencia está más favorarecida para EME, ya que el efecto Faraday es mucho menor que en 432 o que en 144 Mhz. En las otras bandas de 13, 9 y 6 cm. Hay muy poca actividad, mientras que en la de tres centímetros (10 Ghz) hay bastante y en ella son comunes los comunicados más allá de la línea del horizonte.

Reflexión troposferica: Sin duda alguna este es el medio de hacer DX más generalizado en V-U-SHF de los radioaficionados. Estos comunicados se logran cuando se dan una serie de circunstancias en la atmósfera: normalmente la capa de la atmósfera llamada troposfera tiene una altura de 10 KM. Y en ella, a medida que ascendemos, la temperatura decrece a razón de unos cuatro grados por kilómetro, la variaciones que se producen en esta capa son las responsables de las comunicaciones vía <<tropo>>. Cuando la relación temperatura, vapor de agua y altura no siguen su función matemática, es decir, la temperatura en vez de bajar a cierta altura sube, en este momento tenemos formada una inversión térmica, en la troposfera. Hay otro caso de propagación Troposférica de difracción, que depende de las condiciones locales y que se produce cuando por la tarde el aire de las capas altas se enfrían más lentamente que el que está en contacto con el suelo. Estas condiciones son perfectas para estas bandas.

Esporádica E: La esporádica E, como bien dice su nombre, es una reflexión que se produce ocasionalmente en la capa E de la atmósfera y que se caracteriza por las elevadas señales con que se reciben a estaciones lejanas más de 2.000 Km. Sobre su formación, los estudios realizados hasta ahora han observado la existencia en la región de la capa E de vientos horizontales de partículas neutras, entonces puede ocurrir que en dos diferentes alturas haya sentidos contrarios del vector velocidad viento, con lo que a una altura intermedia su valor será cero. Una componente en dirección este del viento junto al vector campo magnético de la tierra dará lugar a un movimiento descendente de la ionización existente, mientras que en el sentido contrario dará lugar a un movimiento ascendente. Bajo estas condiciones aparece una acumulación de iones y electrones que forman una capa ionizada. En los meses de mayo la aparición de la esporádica E coincide con grandes lluvias de meteoritos. También dentro del mismo día, hay unas horas mas propicias para la aparición de la esporádica que son alrededor de las 10 horas y las 18 horas local. Para saber cuándo llega la esporádica a 144Mhz lo mejor es observar las frecuencias más bajas de VHF, por ejemplo , la banda de 1 de televisión que esta entre 48 y 65 Mhz cuando lleguen estaciones de unos 1.000 Km. a continuación observaremos la banda de emisoras comerciales de FM entre 88 y 108 Mhz., cuando se escuchen estaciones lejanas con señales fuertes, podemos ir a 144 Mhz y llamar en dirección de la estación de FM oída. También nos queda observar la banda de las balizas aeronáuticas (VOR) para guiarnos.

Aurora: La aurora es un medio bastante común de DX en regiones de latitud elevada, y como os podéis figurar, se trata de una reflexión de las ondas de radio en ella, la frecuencia en que más se usa es la de 144 Mhz, aunque las aperturas también llegan a los 432 Mhz. Normalmente sólo se usa la CW, ya que en efecto muy típico de la aurora es la combinación de ruido siseante que produce la ionización, el efecto Dopper, creando una especie de dispersión en las señales. Por eso no se usa el tradicional sistema RST para pasar los controles, sino que se da RS más una A que indica el medio utilizado. La aurora está producida por las corrientes de partículas que, procedentes del sol, son atraídas por el campo magnético de la tierra y llevadas por el mismo hacia los polos, allí forman unas superficies verticales circulares alrededor de los polos, ionizadas, que unas veces llegan a ser visibles, Las que se forman en el polo norte reciben el nombre de Aurora Boreal y las del polo sur se llaman Aurora Astral.

Propagación transecuatorial (TEP): La propagación transecuatorial es posible entre estaciones situadas a distancias de 3.500 Km. por encima y por debajo del ecuador magnético. Es lógico que las reflexiones se formen a la altura de la capa F, es usable desde los 50 Mhz, hasta los 432 Mhz a últimas horas de la tarde. Las épocas mejores para esta propagación son los meses de marzo, abril y los de septiembre y octubre. En 50Mhz pude usarse cualquier modalidad de transmisión, pero en 144 Mhz. sólo se usa CW, por la debilidad de las señales.

Reflexión por meteoritos: Conocida más por su expresión en inglés meteor scater, esta modalidad de DX es la que tiene en estos momentos más auge en Europa para comunicados hasta distancias de 2.000 Km. Durante todo el día la Tierra recibe gran cantidad de meteoritos de los más diversos tamaños, al entrar en la atmósfera el rozamiento con el aire hace que normalmente no lleguen a la Tierra, sino que se vaporicen entre 120 y 80 Km. de altura, que es más o menos donde esta la capa E, Esta colisión con los átomos de la atmósfera produce un desprendimiento de calor, luz e ioniza a los átomos cercanos durante un pequeño lapsus de tiempo. Esta pequeña ionización durante muy poco tiempo, permite reflejar las ondas de radio. Se pueden distinguir de dos clases; los esporádicos, son los que entran normalmente cada día en la atmósfera, y los de lluvias de meteoritos, que son un grupo de ellos moviéndose juntos a una misma velocidad, con su propia órbitas alrededor del sol. y estas órbitas se encuentran con la Tierra cada año en unas mismas fechas, Las mejores horas del día para trabajar esta modalidad son alrededor de las 0,6 horas local, en que la velocidad aparente de los meteoritos aumentan, ya que se le añade una velocidad de 30 Km. por segundo, correspondiente a la rotación de la Tierra. El receptor puede ser cualquiera con un factor de ruido entre dos y tres dB, aunque el empleo de un buen preamplificador nos ayudará en las señales recibidas y alargará el tiempo de las ráfagas. Las antenas tampoco es necesario que sean muy grandes, y lo más común es usar yagui entre 10 y 16 elementos. La antena, normalmente, se dirige en la dirección del corresponsal.