Científicos de la UCR monitorean la actividad solar para estudiar el impacto del clima espacial en nuestro país

Con el propósito de generar conocimiento sobre la actividad solar y desarrollar e implementar herramientas científicas que permitan predecir el clima espacial de Costa Rica, el Centro de Investigaciones Espaciales (Cinespa), la Escuela de Ciencias de la Computación e Informática (ECCI) y el Centro de Investigaciones en Tecnologías de la Información y Comunicación (Citic), todos de la Universidad de Costa Rica (UCR), trabajan de manera conjunta en un proyecto de investigación pionero en el país.

Se trata de un estudio que pretende obtener datos propios e implementar herramientas computacionales para la predicción del clima espacial y su impacto en Costa Rica. Este es un campo del conocimiento en el cual, hasta el momento, no se cuenta con registros propios que detallen dicho impacto, a diferencia de otros países que sí los poseen.

Para lograr este objetivo, el equipo científico de la UCR se ha enfocado en recolectar datos mediante diversos instrumentos y tecnologías, así como en crear e implementar un radiotelescopio. El fin es analizar los efectos del Sol en nuestro campo magnético local y en las telecomunicaciones.

El clima espacial es definido por la Dra. Carolina Salas Matamoros, coordinadora del proyecto, como el impacto o efecto de la actividad solar sobre la Tierra. “Costa Rica está ubicada en una zona cerca del ecuador, entonces es una zona muy interesante para entender cuál es el efecto del clima espacial en esta latitud”, expresó.

Desde la perspectiva de Salas es muy importante que Costa Rica cuente con estos datos, ya que el clima espacial es un campo que actualmente cobra mayor relevancia por su impacto en sistemas de navegación, telecomunicaciones, generación eléctrica y otras infraestructuras tecnológicas sensibles a las variaciones de la actividad solar.

Salas agregó que, una vez que se cuenten con datos y estudios más detallados en nuestro país, se podrán tomar acciones, como protocolos de seguridad, para gestionar de mejor forma los efectos de las posibles tormentas geomagnéticas.

Las tormentas geomagnéticas pueden interrumpir comunicaciones (radio, GPS), afectar redes eléctricas y causar apagones, dañar satélites y poner en riesgo a los astronautas, así como cambiar la biosfera, por ejemplo, la forma de orientarse de algunos animales, como las ballenas. 

Por otra parte, la Dra. Salas explicó que el estudio es muy complejo, ya que abarca diversas observaciones y perspectivas del fenómeno. Por esto, el Cinespa aborda todos los temas desde diferentes proyectos, en colaboración con entidades como el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), el Tecnológico de Costa Rica (TEC), la ECCI y el Citic-UCR.

“La actividad solar no es algo que se pueda comprender a partir de una sola observación. No funciona de esa manera. Necesitamos medirla como un todo, y eso es precisamente lo que hace la astrofísica solar: estudiar cómo se desarrolla la actividad dentro del Sol propiamente. En cambio, el clima espacial corresponde al efecto o consecuencia de esa misma actividad solar cuando impacta en nuestro planeta”, indicó la investigadora.

“Por eso, con el avance de la tecnología, desde la UCR hemos venido desarrollando proyectos observacionales, como el radiotelescopio ubicado en el Recinto de Santa Cruz, que nos permitirá observar en frecuencias de radio la actividad solar. Además, todo el análisis debe realizarse en conjunto con la información generada por distintos satélites en el espacio y otros instrumentos que observan en diferentes frecuencias, como rayos ultravioletas, rayos X, visible y, además, partículas energéticas. Por ello, este estudio integra una amplia gama de tipos de observaciones”, añadió.

La científica agregó que lo que se busca es tener ese conjunto de observaciones para crear herramientas computacionales que permitan predecir ciertos efectos de la actividad solar en la Tierra. Por ejemplo, saber cuándo esperar una tormenta geomagnética o conocer el índice geomagnético para Costa Rica.

Asimismo, mencionó que, en conjunto con el TEC, se está investigando sobre el uso de la inteligencia artificial para el desarrollo de herramientas de predicción del clima espacial. “Primero, lo hicimos basados en rayos X, obteniendo velocidades de tránsito de las grandes emisiones de plasma y de campo magnético que eventualmente llegan a la Tierra y así estimar, con ciertos parámetros de inicio, cuándo podrían llegar a la Tierra. Seguimos trabajando para poder implementarlo con emisiones de radio”.

La meta del proyecto es lograr tener una herramienta donde las personas puedan hacer consultas y verificar el estado del clima espacial y cuáles podrían ser las repercusiones en nuestro país. “Al ser un objetivo a largo plazo, estamos avanzando paso a paso. Ahorita estamos trabajando en un prototipo que se podrá usar en línea en pocos meses”, expuso Salas.  

Finalmente, la Dra. aseguró que este esfuerzo fortalecerá las capacidades científicas del país y abrirá nuevas oportunidades de cooperación internacional en el campo de la investigación espacial.

La UCR desarrolló un instrumento de medición solar pionero

Además de monitorear el Sol por medio de la información satelital de la cual disponen diferentes agencias espaciales, los científicos de la UCR se enfocaron en investigar, diseñar y crear con sus propias manos un radiotelescopio, el cual mide la emisión de ondas de radio del Sol.

Este instrumento está compuesto por una antena parabólica que capta las ondas de radio entre las frecuencias de 100 y 1000 megahercios (MHz). Ese es el rango en el cual se producen las radioexplosiones solares asociadas con emisión de plasma que pueden ser detectadas en la superficie terrestre.

El radiotelescopio está ubicado en el Recinto de Santa Cruz de la UCR. Es el primero en Costa Rica y en Centroamérica destinado a estudiar el Sol midiendo la emisión de ondas de radio en ese rango de frecuencias.

Salas explicó que este instrumento permite monitorear la actividad solar en husos horarios en los cuales no se habían registrado datos al respecto. Esto contribuye a la red mundial de datos solares.

“Con este radiotelescopio podemos realizar observaciones que vayan a sufragar esa brecha de información que no tenemos en las observaciones a nivel mundial, entonces no solo podremos saber cuál es el impacto de esas frecuencias en nuestro país, sino a nivel mundial, porque se pueden estudiar fenómenos en horas en las cuales en Costa Rica es de día”, manifestó la investigadora.

El proyecto del radiotelescopio está siendo desarrollado de forma interdisciplinaria por el Cinespa, en conjunto con las escuelas de Ingeniería Mecánica, Eléctrica y Topográfica de la UCR, con apoyo de la Vicerrectoría de Investigación, el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (LanammeUCR) y la Oficina de Servicios Generales (OSG). También ha contado con el importante apoyo de instituciones como Racsa y el Instituto Geográfico Nacional (IGN), además de la colaboración internacional de investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (Inaoe), de México.