La nave espacial Carruthers inicia su misión para explorar el halo invisible de la Tierra

La nave Carruthers de la NASA se ha puesto en marcha para realizar la que es la primera misión dedicada a medir los cambios en la capa más externa de nuestra atmósfera, la exosfera, la cual desempeña un papel importante en cómo la Tierra reacciona a la meteorología espacial.

Al estudiar la geocorona (captable por el brillo ultravioleta que emite la exosfera cuando la luz del sol la ilumina), la misión Carruthers  (Carruthers Geocorona Observatory, u Observatorio Carruthers de la Geocorona) revelará cómo la exosfera responde a las tormentas solares y cómo cambia con las estaciones. La misión se basa en el legado del primer instrumento que captó imágenes de la geocorona, el cual viajó a la Luna a bordo de la nave Apolo 16 y fue diseñado y construido por el científico, inventor, ingeniero y educador George Carruthers.

La nave Carruthers, con 241 kilogramos de peso y un tamaño como el de un sofá para dos personas, fue lanzada al espacio el 24 de septiembre de 2025, mediante un cohete Falcon 9 de SpaceX. Compartió este con otras dos naves, IMAP y SWFO-L1.

Una vez separada del cohete, la Carruthers comenzó su travesía hacia el punto de Lagrange 1 (L1), un lugar situado entre la Tierra y el Sol, aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Los puntos de Lagrange son lugares en el espacio donde la fuerza gravitacional de un planeta y en este caso la del Sol se compensan mutuamente, permitiendo que otros cuerpos más pequeños se mantengan estables.

El viaje de la Carruthers al punto de Lagrange 1 durará cuatro meses. Una vez allí, y tras efectuarse comprobaciones de los sistemas e instrumentos científicos de la nave, esta se encontrará lista para comenzar su tarea.

Carruthers obtendrá imágenes del halo invisible de la Tierra, vislumbrable solo por la tenue luz que emite la capa atmosférica más externa de nuestro planeta, la exosfera, a medida que se transforma y cambia en respuesta a la actividad del Sol. Comprender la física de la exosfera es un paso clave para pronosticar condiciones peligrosas en el espacio cercano a la Tierra, y este es un requisito necesario para proteger a los astronautas del programa Artemis cuando viajen a través de esa región en sus trayectos entre la Tierra y la Luna o en futuros viajes a Marte.

Recreación artística de la nave Carruthers en el espacio. A lo lejos, se divisan la Tierra y la Luna. (Ilustración: NASA’s Conceptual Imaging Lab / Jonathan North)

Mostrar el borde invisible de la Tierra

A principios de la década de 1970, la comunidad científica solo podía especular acerca de la distancia a la que se extendía la atmósfera de la Tierra en el espacio. Este misterio estaba arraigado en la exosfera, la capa más externa de nuestra atmósfera, que comienza a unos 500 kilómetros de altitud. Los teóricos la concebían como una nube de átomos de hidrógeno (el elemento químico más ligero que existe) que se había elevado tanto que los átomos escapaban continuamente al espacio.

Pero la exosfera se muestra solo a través de un tenue “halo” de luz ultravioleta conocido como geocorona. George Carruthers, científico e ingeniero pionero, se propuso la tarea de observarla. Después de lanzar algunos prototipos en cohetes de prueba, desarrolló una cámara de luz ultravioleta preparada para hacer un viaje de ida al espacio.

En abril de 1972, los astronautas de la nave Apolo 16 colocaron la cámara de Carruthers en las Tierras Altas de Descartes de la Luna, y así fue como la humanidad vio por primera vez la geocorona de la Tierra. Las imágenes que producía eran impresionantes, tanto por lo que captaban como por lo que no.

Por hallarse en la Luna, la cámara no estaba a suficiente distancia para registrar todo el campo de visión, tal como enfatiza Lara Waldrop, investigadora principal del Observatorio Carruthers de la Geocorona. “Y eso fue realmente impactante: que esta nube ligera y esponjosa de hidrógeno alrededor de la Tierra pudiera extenderse tan lejos de la superficie”.

Nuestro planeta, bajo una nueva luz

Las razones para estudiar la exosfera van más allá de la curiosidad sobre su tamaño.

Cuando las erupciones solares llegan a la Tierra, chocan primero contra la exosfera, desencadenando una serie de reacciones que a veces culminan en peligrosas tormentas de meteorología espacial. Comprender la respuesta de la exosfera es importante para predecir y mitigar los efectos de estas tormentas. Adicionalmente, el hidrógeno (uno de los componentes básicos del agua) se escapa a través de la exosfera. Cartografiar ese proceso de escape aportará datos nuevos y reveladores sobre por qué la Tierra retiene agua mientras que otros planetas no, lo que nos ayudará a encontrar exoplanetas (planetas de fuera de nuestro sistema solar), que podrían hacer lo mismo. Como el agua es un ingrediente principal de la vida, en un mundo que sea rico en ella durante mucho tiempo, podría surgir vida.

La nave Carruthers está diseñada para obtener las primeras imágenes continuas de la exosfera de la Tierra, descubriendo su extensión total y su dinámica interna.

Lagrange 1

Desde Lagrange 1, a una distancia de la Tierra unas cuatro veces mayor que la que separa a esta de la Luna, Carruthers obtendrá una vista completa de la exosfera utilizando cámaras de luz ultravioleta. Podrá obtener imágenes de sectores pequeños para ver cómo varía la exosfera cerca del planeta. También podrá captar imágenes de campo amplio que permitan ver la extensión y el alcance completos de la exosfera, y cómo estos cambian lejos de la superficie de la Tierra.

La nave cartografiará la presencia de átomos de hidrógeno por la exosfera, en su recorrido hacia el espacio.

SWFO-L1, centinela de la meteorología espacial

La nave SWFO-L1 (Space Weather Follow On–Lagrange 1), de la NOAA (la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos), es la primera de su tipo. Está diseñada para ser un observatorio de meteorología espacial operativo a tiempo completo. Al vigilar la actividad solar y las condiciones espaciales cerca de la Tierra las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin interrupciones ni obstrucciones, SWFO-L1 proporcionará pronósticos de meteorología espacial con más rapidez y precisión que lo que era posible hasta ahora.

“Se trata del primero de una nueva generación de observatorios de meteorología espacial de la NOAA dedicados a operaciones ininterrumpidas, que trabajarán para evitar lagunas en la continuidad. Las observaciones en tiempo real de SWFO-L1 proporcionarán a los operadores los datos fiables necesarios para emitir alertas tempranas, de modo que los responsables de la toma de decisiones puedan actuar con antelación para proteger las infraestructuras vitales, los intereses económicos y la seguridad nacional en la Tierra y en el espacio. Se trata de proteger a la sociedad contra los peligros de la meteorología espacial”, explica Richard Ullman, subdirector de la Oficina de Observaciones de la Meteorología Espacial de la NOAA. (Fuente: NASA)