Investigadores de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) informaron este martes que crearon nubes artificiales lanzando cohetes a la atmósfera superior para estudiar los cambios que recibe.
Se trata de nubes luminosas o resplandecientes por la noche, principalmente en latitudes altas en verano (pero nunca vistas en el círculo polar). Están compuestos de cristales de hielo a gran altitud en la atmósfera que se encuentran entre 76 y 85 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.
Estas sombras sutiles son difíciles de ver durante el día, pero después de que el Sol se hunde por debajo del horizonte, su último rayo llega a la parte superior de la atmósfera, aunque las estrellas en sí no son visibles desde la superficie de éste.
Allí, estos rayos iluminan las nubes, haciéndolas brillar en el cielo oscuro. Por lo tanto, estas nubes brillantes también se denominan como nubes mesosféricas polares, las cuales son llamativas a simple vista, pero también resultan muy útiles en la ciencia.
“Lo que ha atraído mucho interés en estas nubes es su sensibilidad: están ocurriendo justo al borde de la viabilidad en la atmósfera superior, donde es increíblemente seco e increíblemente frío”, dijo el físico espacial Richard Collins de la Universidad de Alaska. Fairbanks.
Añadió que son un indicador muy sensible de cambios de atmósfera superior, cambios en la temperatura y/o cambios en el vapor de agua.
¿Para qué sirven las nubes artificiales?
Collins y su equipo creen que estas nubes artificiales pueden estar relacionadas con la presencia de vapor de agua en la atmósfera superior. Por lo tanto, hicieron lo único sabio: llenaron un cohete suborbital con agua y luego lo lanzaron al cielo de Alaska para ver si se podía formar una nube noctilucente.
Para asegurarse de no mezclar nubes artificiales con nubes naturales, optaron por lanzar el cohete al cielo invernal antes del amanecer. En este momento, las condiciones parecen ser menos propicias para la formación de nubes luminosas naturales que en verano.
Super Soaker, a @NASA sounding rocket mission, released a burst of water during its flight to create an artificial polar mesospheric cloud, allowing scientists to study how these clouds form naturally — and what they reveal about Earth’s upper atmosphere. https://t.co/2cIpKBY0zU pic.twitter.com/eXdn3dQwyz
— NASA Goddard (@NASAGoddard) February 24, 2021
¿Cómo se generan?
El 26 de enero de 2018, se lanzó al espacio el cohete Super Soaker, un cohete sonda que transportaba 220 kilogramos de agua en dos barcos. Otros dos cohetes con sonido volaron, transportando trazadores de trimetil aluminio (TMA) para rastrear el movimiento del viento.
A una altitud de 85 kilómetros, el agua emitió un enorme zumbido. Solo 18 segundos después, el rayo láser de un Rayleigh LIDAR con base en tierra detectó una tenue nube luminosa. En tres minutos, las nubes artificiales parecieron caer desde una altitud máxima de 92 kilómetros a 78 kilómetros.
Para saber qué sucedió y por qué se formó la nube, el equipo necesitaba ser creativo. Aunque tienen medidas de temperatura atmosférica, no tienen medidas directas de temperatura de las nubes, por lo que realizaron una simulación de la formación de nubes mesosféricas polares.
Bajo las condiciones simuladas que forman la nube, el equipo de investigación puede deducir los cambios de temperatura que deben ocurrir durante el experimento.
La única manera en la que se formó la nube fue por una reducción de temperatura en unos 25 grados Celsius. Esto indica que la presencia de vapor de agua liberado del propio contenedor es la causa de la caída de temperatura. Cuando el vapor de agua se condensa en cristales de hielo, el aumento de la humedad también incrementa la temperatura del punto de congelación.
La combinación de caída de temperatura y aumento del punto de congelación hace que las dos temperaturas se crucen, lo que a su vez hace que el vapor de agua se congele y se convierta en cristales de hielo, de acuerdo con la investigación publicada en el Journal of Geophysical Research: Space Physics.
“Esta es la primera vez que alguien ha demostrado experimentalmente que la formación de nubes mesosféricas polares en la mesosfera está directamente relacionada con el enfriamiento por el propio vapor de agua”, dijo el físico espacial Irfan Azeem de la compañía aeroespacial Astra, LLC.
Los investigadores dicen que esto puede explicar por qué aparecen las nubes del cielo nocturno después de los lanzamientos espaciales. El vapor de agua es una emisión común en los gases de escape de las naves espaciales, y los científicos han observado esta conexión muchas veces durante el verano ártico.
En verano, la atmósfera polar media tiene lo que los investigadores llaman surgencia “continua e intensa”, que puede transportar vapor de agua desde altitudes más bajas y producir el mismo efecto que vieron en el experimento Super Soaker.
“Esto podría explicar por qué la formación de nubes mesosféricas por el tráfico espacial se observa más fácilmente en el verano que en el invierno”, escribieron en su artículo.
No obstante, aunque el escape de agua del tráfico espacial sirve como depósito para la producción de nubes noctilucentes, este estudio sugiere que el escape también puede enfriar activamente la mesosfera e induce la formación de nubes mesosféricas, incluso en el invierno polar.
Por lo tanto, los observadores de nubes luminosas pueden tener una nueva forma de predecir cuándo sucederá: siguiendo de forma cuidadosa el programa de lanzamiento espacial.
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