Clima espacial al servicio de la población

Los lamentables desastres que han sacudido al país son un recordatorio de que la humanidad es vulnerable ante fenómenos naturales. La resiliencia ante estos fenómenos se construye con investigación, vigilancia y protocolos. Por eso el estudio del clima espacial permite a la sociedad comprender mejor cómo los fenómenos de actividad solar inciden en el entorno espacial de la Tierra y los daños que estas perturbaciones pueden provocar en sistemas tecnológicos estratégicos para la sociedad moderna.

Para esto existe en México un recinto especializado como es el Laboratorio Nacional de Clima Espacial (Lance), en donde científicos trabajan día a día para estudiar, vigilar y pronosticar la actividad solar y sus efectos alrededor de la Tierra.

El doctor Juan Américo González Esparza, responsable técnico del Lance, platicó en entrevista sobre las labores y objetivos de tal recinto de investigación que forma parte del programa de Laboratorios Nacionales del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Ciencia especializada

El clima espacial o meteorología del espacio se puede definir como la medición y análisis en tiempo real de propiedades físicas del Sol, medio interplanetario, atmósfera alta y campo magnético terrestre. La interrelación entre estos sistemas se ve perturbada por la actividad solar cuyos efectos no son locales como durante un sismo o un huracán, sino que las repercusiones son globales afectando a gran parte del planeta. “El monitoreo del clima espacial se considera tema de seguridad nacional”, comentó el investigador.

El problema de estos efectos radica en la dependencia social a tecnologías que son vulnerables a efectos de actividad solar como son los satélites, redes de telecomunicaciones, aviación, sistemas de posicionamiento global y la generación y transmisión de energía eléctrica.

Un ejemplo de esto sucedió el 6 de septiembre de 2017 cuando el Sol produjo la tormenta solar más intensa en los últimos doce años. Esta fulguración solar alcanzó una magnitud X9.3 y produjo varias afectaciones a sistemas tecnológicos; sin embargo, sus efectos en el territorio nacional fueron menores ya que ocurrió en la madrugada del tiempo local de la Ciudad de México y no cuando el Sol se encontraba en el cenit, ya que en ese caso los efectos hubieran sido más intensos sobre nuestro país. No obstante, los fenómenos solares no tienen repercusión en la actividad tectónica, por lo que no originaron ninguna actividad sísmica en el país.

Ante estos riesgos, la comunidad internacional elaboró una serie de recomendaciones dirigidas a todos los países por parte de organizaciones como el Committee on Space Research (Cospar), la Comisión sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos de las Naciones Unidas (COPUOS, por sus siglas en inglés) y la Organización Meteorológica Mundial (WMO, por sus siglas en inglés).

Los gobiernos de Estados Unidos y Gran Bretaña publicaron en 2015 sus estrategias ante eventos de clima espacial, resaltando el fortalecimiento y establecimiento de redes de colaboración internacional. “En el caso de México, en junio de 2014 se modificó la Ley General de Protección Civil donde se incluyeron los fenómenos astronómicos con un mandato de formular protocolos de protección civil ante eventos de clima espacial”, afirmó Américo González.

A partir de esto es que en 2014 se inició un proyecto en el que participaron cuatro investigadores dentro del programa de Cátedras Conacyt y con el apoyo del Fondo Sectorial de Investigación en Actividades Espaciales (FIDAE) para crear el Servicio de Clima Espacial (SCiESMEX) que forma parte de la Unidad Michoacán del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y que tiene como función realizar mediciones, vigilancia y alertamiento sobre la actividad solar y sus efectos en la Tierra. Este servicio trabaja a la par con otros servicios nacionales que ofrece el Instituto de Geofísica de la UNAM.

Dando seguimiento al mandato establecido por la ley, en 2015 se creó un grupo de trabajo llamado Clima Espacial en México. Este grupo es convocado por el Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred), la Agencia Espacial Mexicana (AEM) y el SCiESMEX, en donde además participan representantes de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), Secretaría de la Defensa Nacional (Sedena), Secretaría de Marina (Semar), Policía Federal, Secretaría de Energía (Sener), Instituto Federal de Telecomunicaciones (IFT), entre otros. “Creamos este grupo para formular las acciones que debía tomar México para prepararse ante un evento de clima espacial, desarrollar investigación, observaciones y vigilancia en tiempo real y tener protocolos de respuesta”, explicó.

Para continuar y mejorar los resultados de los mexicanos, entre 2015 y 2016 Conacyt aprobó proyectos en las convocatorias de Problemas Nacionales, Repositorio Nacional, cátedras Conacyt y el establecimiento de un Laboratorio Nacional, todos estos dedicados al estudio del clima espacial.

Solución de problemas

A partir de 2016 se estableció el Lance con sede principal en el Observatorio de Centelleo Interplanetario de Coeneo, Michoacán (MEXART, por sus siglas en inglés). El Lance agrupa y coordina una red nacional de instrumentación para el monitoreo de clima espacial que incluye el SCiESMEX y el Repositorio Institucional de Clima Espacial (RICE) para resguardar los datos de las redes de instrumentos.

A partir del grupo Clima Espacial en México, el Lance se vincula con las autoridades de protección civil. “A pesar de que todo esto surgió como un proyecto académico de física espacial y ciencia aplicada, en este caso logramos una vinculación muy importante en temas de protección civil y seguridad nacional”, afirmó.

Una distinción importante para este laboratorio nacional es que se conformó como un esfuerzo conjunto entre la UNAM y la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). En el Lance participan más de 35 académicos, de quienes cinco pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) como nivel III y otros cinco son parte del programa de Cátedras Conacyt.

El Lance utiliza instrumentos como el radiotelescopio MEXART, el observatorio de rayos cósmicos, estación Schumann, estación Callisto, una red de magnetómetros e ionosondas, así como las redes de estaciones receptoras de GPS del SSN-TLALOCNet.

A través de esta infraestructura es que los científicos del Lance desarrollan diversas líneas multidisciplinarias de investigación como estallidos en la superficie solar, la propagación de tormentas solares en el medio interplanetario, los efectos de estas sobre la ionósfera y el campo geomagnético, y los rayos cósmicos. “Las cátedras Conacyt tienen un papel fundamental, pues todos en el laboratorio tienen responsabilidades diferentes y particulares. Se hace investigación en algunos aspectos de ciencia básica pero también es ciencia aplicada en temas de seguridad nacional”, añadió.

Retos y futuro

A pesar de sus excelentes resultados, el Lance busca mejorar su operación y ha comenzado a implementar un sistema de gestión de calidad y el fortalecimiento de la red de instrumentos en Tierra a lo largo del país. “Para eso estamos creando una red de magnetómetros para medir en tiempo real y cuantificar cómo varía el campo magnético en diferentes regiones del país. Así podemos ver cómo responden las diferentes zonas geográficas del país ante eventos de clima espacial. Esto lo hemos logrado a través de financiamientos y proyectos coordinados”, agregó.

Además, el grupo planea adquirir cinco ionosondas, antenas que emiten un pulso electromagnético que rebota en la ionósfera para captarse de nuevo en la Tierra. La medición de parámetros físicos en la ionósfera es un aspecto muy importante en el estudio de las afectaciones por clima espacial, pues esta capa es fundamental para las telecomunicaciones.

Lance representa a México en el grupo de clima espacial en Naciones Unidas, en la WMO y es uno de los únicos cuatro servicios de clima espacial que operan en tiempo real en el continente, a la par de Estados Unidos, Canadá y Brasil.

A pesar de todos los logros que Lance ha obtenido, aún le quedan retos como el de convertir el proyecto en un servicio 24/7 permanente que pueda operar a toda hora. “Para eso requerimos consolidar más apoyos y contratar más investigadores porque no tenemos el personal suficiente. Los recientes desastres causados por fenómenos naturales son un recordatorio de que tenemos que fortalecer nuestros servicios nacionales”, compartió.

Además se han iniciado colaboraciones con personal de la CFE para evaluar la vulnerabilidad de la red eléctrica del país ante fenómenos de clima espacial. De igual forma, buscan iniciar colaboración con el IFT para valorar la vulnerabilidad de los sistemas de telecomunicaciones en México.

Recientemente en 2017 fue aprobada la consolidación del Lance que busca incrementar y mejorar la resolución espacial y temporal de las mediciones de clima espacial, vincular esfuerzos con otros entes, formular protocolos de prevención y mitigación de afectaciones en sistemas tecnológicos, generación de sinergias entre academia y sectores de la sociedad, implementar sistemas de gestión de calidad y el desarrollo y construcción de un telescopio óptico para observaciones solares,  astronómicas y de objetos cercanos a la Tierra, entre otros objetivos.

Con esto buscan avanzar a una siguiente etapa en donde no solo se obtengan datos científicos y geofísicos del clima espacial sino en donde puedan comenzar a desarrollar estudios multidisciplinarios con la industria de telecomunicaciones, sistemas de distribución y generación de energía para conocer las vulnerabilidades, sistemas tecnológicos clave e incrementación de la resiliencia del país ante estos fenómenos naturales, concluyó.

Fuente: CONACYT.