Recientemente se ha hecho pública la noticia de que el presidente Barak Obama ha dictado una Orden Ejecutiva Presidencial para que las distintas autoridades de Estados Unidos se coordinen a todos los niveles para preparar a la nación en caso de una gran tormenta solar.

 https://www.whitehouse.gov/the-press-office/2016/10/13/executive-order-coordinating-efforts-prepare-nation-space-weather-events

Pero, ¿Que sabemos de éste fenómeno? ¿Es realmente peligroso? ¿Debemos tenerlo en cuenta a la hora de volar con nuestros drones? 

Más allá de sus efectos meramente visuales (auroras boreales), las estadísticas demuestran que cada cien años tiene lugar una tormenta solar lo suficientemente potente como para producir la interferencia en el funcionamiento de brújulas y satélites, apagones en la red eléctrica, interferencias con las redes de telecomunicaciones, etc. En resumen, afecta a casi todos los equipos electrónicos con los que nuestra sociedad se maneja a diario, pudiendo llegar incluso a acelerar la corrosión en las tuberías de agua y alcantarillado o borrar los datos históricos almacenados en la memoria de los ordenadores.

 

Por suerte, la mayoría de las tormentas solares no son lo suficientemente grandes como para causar estos efectos tan notables (más adelante veremos que será necesario otra cualidad más para afectarnos, no solo su intensidad), aunque sí que se han registrado ya casos importantes. En 1859, por ejemplo, tuvo lugar el llamado “evento Carrington”, una fuerte tormenta solar que interrumpió el tráfico telegráfico e incluso incendió algunas de sus oficinas. 

Pero no nos asustemos, la probabilidad de que ocurra de nuevo una erupción solar de esta magnitud, de que esté dirigida hacia la Tierra y de que sea capaz de interactuar con la Magnetósfera terrestre es muy baja.

Las tormentas geomagnéticas moderadas (las más comunes) son en las que debemos centrar nuestra atención y tener en cuenta a la hora de volar, ya que son las que pueden causar la interrupción en frecuencias de radio o errores en mediciones de GPS (efectos que se presentan en mayor medida a latitudes muy altas). 
 
Antes de analizar el efecto de las tormentas solares sobre las telecomunicaciones, hagamos una breve introducción a las mismas:

METEOROLOGÍA ESPACIAL: 

La meteorología espacial estudia la manera en que los rayos X y las partículas de alta energía del Sol interactúan con la Tierra (atmósfera y campo magnético).

CICLO SOLAR: 

Los llamados "ciclos solares", son periodos que describen la actividad solar (aparición de manchas solares, la actividad magnética, y otros datos relacionados con estos fenómenos) y que en promedio tienen una duración de 11 años. Fue en 1755, cuando comenzó el registro sistemático de la actividad de manchas solares. Actualmente nos encontramos en el Ciclo Solar 24.

Situación de la progresión anual del número de manchas solares desde el año 2000, con los valores registrados hasta mayo de 2016 (línea azul) y la predicción de actividad hasta 2019 (línea roja).

 

MANCHAS SOLARES

Suelen estar relacionadas con las ligeras variaciones del flujo de energía total emitido por el Sol y las tremendas perturbaciones magnéticas que afectan a la parte superior de nuestra atmósfera.

VIENTO SOLAR

La corona solar (atmósfera del Sol) es un gas completamente ionizado (plasma) y no es estática, se mueve abandonando la estrella. Este movimiento de energía desprendiéndose del Sol es el llamado viento solar. La Tierra está protegida del viento solar por su campo magnético (magnetosfera), que actúa en forma de escudo protector desviando las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol.

EYECCIÓN DE MASA CORONAL

Se denomina eyección de masa coronal o CME (por sus siglas en inglés: Coronal Mass Ejection) a una onda hecha de radiación y viento solar que se desprende del Sol en el periodo llamado Actividad Máxima Solar. Esta onda es muy peligrosa ya que, si llega a la Tierra y su campo magnético está orientado al sur, puede dañar los circuitos eléctricos, los transformadores y los sistemas de comunicación, además de reducir el campo magnético de la Tierra por un período de tiempo. Cuando esto ocurre, se dice que hay una tormenta solar. Sin embargo, si el campo magnético del viento solar está orientado al norte, rebotará inofensivamente en la magnetosfera. 

TORMENTA SOLAR

Una tormenta geomagnética es una perturbación temporal de la magnetosfera terrestre asociada a una eyección de masa coronal (CME). La presión del viento solar sobre la magnetosfera aumentará o disminuirá en función de la actividad solar. Las tormentas magnéticas duran de media entre 24 y 48 horas.

INDICE KP La escala Kp es una manera razonable de resumir el nivel global de actividad geomagnética cuantificando las alteraciones del campo magnético terrestre mediante un número entero en el rango de 0 a 9 (0 indica un período de calma y 5 o más indica una tormenta geomagnética). Se calcula a partir de las fluctuaciones máximas observadas en un magnetómetro durante un intervalo de tres horas. La etiqueta K proviene la palabra alemana Kennziffer, que significa “dígito característico”. El índice planetario oficial Kp se obtiene mediante el cálculo de la media ponderada de los índices K de la red de observatorios geomagnéticos.

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Valores iguales o inferiores a 4 son generalmente seguros para volar. Cuanto más alto sea el índice Kp, más probable será que tengamos dificultades a la hora de fijar la posición de nuestra aeronave mediante el GPS.

Podemos estar informados en todo momento del valor de este índice mediante aplicaciones de móvil como Solar Activity Kp-Index (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.solarmonitor&hl=es) o en páginas web (http://www.icarusrpa.info/util.php?opt=solar). 

Bien, ahora que ya sabemos cómo se producen y que podemos cuantificarlas, vamos a analizar de una manera sencilla como pueden afectar a nuestros dispositivos las tormentas solares moderadas. 

EFECTOS SOBRE SATÉLITES

Cuando se producen las tormentas solares y éstas alcanzan la Tierra, producen una interacción con la magnetósfera de nuestro planeta, provocando cambios drásticos en las corrientes, plasmas y campos eléctricos y magnéticos. Uno de los posibles cambios es el aumento de la densidad de esta capa y su distribución en la atmósfera superior, causando que los satélites pierdan altura y, en el peor de los casos, que  se salgan de su órbita. Aunque los satélites son equipos preparados para la exposición a estas tormentas, las partículas que chocan contra ellos pueden llegar a cargarlos electroestáticamente e impedir el funcionamiento de éste de forma temporal o incluso dejarlo deshabilitado permanentemente (reducción del número de satélites activos al volar en modo GPS).

EFECTOS SOBRE LAS SEÑALES DE RÁDIO

Con las tormentas geomagnéticas hay una serie de fenómenos que ocurren a nivel de cambios en la atmósfera (ionización y aumento de su densidad), que interfieren con la propagación de ondas de radio pudiendo alterar la trayectoria de las señales y su propagación. Esto se traduce en una interferencia que afecta sobre todo a servicios de comunicación satelital, degradando la señal o creando errores en la información que proporcionan los sistemas de navegación, como el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) a causa de varios motivos: 

-    Disminuye la relación señal-ruido que afecta a la frecuencia portadora, haciendo que el receptor no pueda conectarse con algunos satélites. 

-    Cambia el retardo de propagación a través de la ionosfera, lo que hace que el posicionamiento GPS sea inexacto, incluso aunque el receptor tenga todos los satélites activos.

Las comunicaciones por radio se ven afectadas, en mayor o menor grado, en los rangos de frecuencia HF y UHF.

Como se puede observar, no son efectos que vayan a “freír” nuestros drones en el cielo, pero sí que se han de tener en cuenta, sobre todo si hacemos uso del posicionamiento por GPS para controlar nuestra aeronave. 

Hay que recalcar que las perturbaciones de la ionosfera son peores en las latitudes altas y ecuatoriales, y menos perceptibles en las latitudes medias, por lo que según dónde volemos deberemos estar más atentos.

En resumen, las tormentas solares sí que pueden interferir con las señales de radio control, o con la electrónica de los drones y sobre todo con las señales de GPS que empleamos para la navegación. Así que recordar, siempre es mejor ir a lo seguro y considerar las tormentas solares como motivo suficiente para cancelar una operación. 

Generalmente ni nos enteraremos de que están ocurriendo, pero ¿y si te afectan justo en el momento más crítico de una operación? 

Nacho Lázaro – ADTS Group.