Anomalía del Atlántico Sur
Coordenadas: 30°00′S 40°00′W / 30.000° S 40.000°O / -30.000; -40.000
La anomalía del Atlántico Sur (SAA) es un área donde el cinturón de radiación interior de Van Allen de la Tierra se acerca más a la superficie de la Tierra, hundiéndose a una altitud de 200 kilómetros (120 mi). Esto conduce a un aumento del flujo de partículas energéticas en esta región y expone a los satélites en órbita (incluida la ISS) a niveles de radiación ionizante más altos de lo habitual.
El efecto es causado por la falta de concentricidad de la Tierra y su dipolo magnético y se ha observado que aumenta en intensidad recientemente. El SAA es la región cercana a la Tierra donde el campo magnético de la Tierra es más débil en relación con un campo dipolar idealizado centrado en la Tierra.
Definición
El área de la SAA está limitada por la intensidad del campo magnético de la Tierra a menos de 32 000 nanoteslas al nivel del mar, que corresponde al campo magnético dipolar a altitudes ionosféricas. Sin embargo, el campo en sí varía en intensidad como un gradiente.
Posición y forma
Los cinturones de radiación de Van Allen son simétricos con respecto al eje magnético de la Tierra, que está inclinado con respecto al eje de rotación de la Tierra en un ángulo de aproximadamente 11°. La intersección entre los ejes magnético y de rotación de la Tierra no se encuentra en el centro de la Tierra, sino entre 450 y 500 km (280 a 310 mi) de distancia. Debido a esta asimetría, el cinturón interior de Van Allen está más cerca de la superficie de la Tierra sobre el Océano Atlántico Sur, donde desciende hasta 200 km (120 mi) de altitud, y está más lejos de la superficie de la Tierra sobre el océano Pacífico norte.
Si el magnetismo de la Tierra está representado por un imán de barra de tamaño pequeño pero de gran intensidad ('dipolo magnético'), la variación SAA se puede ilustrar colocando el imán no en el plano del Ecuador, pero a una pequeña distancia al norte, se desplazó más o menos en dirección a Singapur. Como resultado, sobre el norte de América del Sur y el Atlántico sur, cerca del punto antípoda de Singapur, el campo magnético es relativamente débil, lo que resulta en una menor repulsión a las partículas atrapadas de los cinturones de radiación allí, y como resultado estas partículas alcanzan más profundamente en la atmósfera superior de lo que lo harían de otra manera.
La forma de la SAA cambia con el tiempo. Desde su descubrimiento inicial en 1958, los límites sur de SAA se han mantenido más o menos constantes, mientras que se ha medido una expansión a largo plazo hacia el noroeste, el norte, el noreste y el este. Además, la forma y la densidad de partículas del SAA varía según el día, y la mayor densidad de partículas corresponde aproximadamente al mediodía local. A una altitud de aproximadamente 500 km (310 mi), la SAA se extiende desde −50° a 0° de latitud geográfica y desde −90° a +40° de longitud. La porción de mayor intensidad del SAA se desplaza hacia el oeste a una velocidad de alrededor de 0,3° por año, y se nota en las referencias que se enumeran a continuación. La tasa de deriva del SAA está muy cerca del diferencial de rotación entre el núcleo de la Tierra y su superficie, estimado entre 0,3° y 0,5° por año.
La literatura actual sugiere que un lento debilitamiento del campo geomagnético es una de varias causas de los cambios en los límites de la SAA desde su descubrimiento. A medida que el campo geomagnético continúa debilitándose, el cinturón interior de Van Allen se acerca a la Tierra, con un aumento proporcional del SAA en altitudes determinadas.
Intensidad y efectos
La Anomalía del Atlántico Sur es de gran importancia para los satélites astronómicos y otras naves espaciales que orbitan la Tierra a varios cientos de kilómetros de altitud; estas órbitas llevan a los satélites a través de la anomalía periódicamente, exponiéndolos a varios minutos de fuerte radiación ionizante, causada por los protones atrapados en el cinturón interior de Van Allen.
Las mediciones realizadas en el vuelo del transbordador espacial STS-94 han determinado que las tasas de dosis absorbida de partículas cargadas se han extendido de 112 a 175 μGy/día, con tasas de dosis equivalente que van desde 264,3 a 413 μSv/día.
La Estación Espacial Internacional, que orbita con una inclinación de 51,6°, requiere protección adicional para solucionar este problema. El telescopio espacial Hubble no realiza observaciones mientras pasa por el SAA. Pasar a través de la anomalía provocó falsas alarmas en el sensor de llamaradas solares del Skylab Apollo Telescope Mount. Los astronautas también se ven afectados por esta región, que se dice que es la causa de las peculiares "estrellas fugaces" (fosfenos) vistos en el campo visual de los astronautas, un efecto denominado fenómeno visual de rayos cósmicos. Se cree que el paso a través de la Anomalía del Atlántico Sur es la razón de las fallas de los satélites de la red Globalstar en 2007.
El experimento PAMELA, mientras pasaba por la SAA, detectó niveles de antiprotones que eran órdenes de magnitud más altos de lo esperado. Esto sugiere que el cinturón de Van Allen confina antipartículas producidas por la interacción de la atmósfera superior de la Tierra con los rayos cósmicos.
La NASA informó que las computadoras portátiles modernas se estrellaron cuando los vuelos del transbordador espacial pasaron por la anomalía.
En octubre de 2012, la nave espacial SpaceX CRS-1 Dragon adjunta a la Estación Espacial Internacional experimentó un problema transitorio al atravesar la anomalía.
Se cree que la SAA inició una serie de eventos que llevaron a la destrucción de Hitomi, el observatorio de rayos X más poderoso de Japón. La anomalía deshabilitó transitoriamente un mecanismo de búsqueda de dirección, lo que provocó que el satélite dependiera únicamente de giroscopios que no funcionaban correctamente, después de lo cual se salió de control y perdió sus paneles solares en el proceso.
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