LEXI proporcionará visión en rayos X de la magnetosfera de la Tierra
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Un sensor de rayos X de la NASA, llamado LEXI será desplegado en la Luna como parte de la campaña Artemisa de la NASA, donde capturará las primeras imágenes globales del campo magnético que protege a la Tierra de la radiación solar.
El instrumento Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager, o LEXI, es una de las 10 cargas útiles a bordo de la próxima entrega lunar a través de la iniciativa CLPS ( Servicios de Carga Lunar Comercial) de la NASA, que se lanzará desde el Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida no antes de mediados de enero, con el módulo de aterrizaje Blue Ghost de Firefly Aerospace. El instrumento apoyará el objetivo de la NASA de comprender cómo nuestro planeta responde al clima espacial, las condiciones en el espacio impulsadas por el Sol.
La próxima misión de la NASA a la Luna llevará un instrumento llamado LEXI (Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager), que proporcionará la primera vista global del entorno magnético que protege a la Tierra de la radiación solar. Crédito: Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.
Una vez que se disipe el polvo de su alunizaje, LEXI se encenderá, tomará temperatura y se enfocará en la Tierra. Por seis días, recopilará imágenes de los rayos X que emanan de los bordes de la vasta magnetosfera de nuestro planeta. Esta vista integral podría ilustrar cómo este límite protector responde al clima espacial y otras fuerzas cósmicas, así como también cómo puede abrirse para permitir la entrada de corrientes de partículas solares cargadas, que despliegan auroras y potencialmente dañan la infraestructura sobre la que está basada la sociedad actual.
“Estamos tratando de obtener una visión general del entorno espacial de la Tierra”, dijo Brian Walsh, físico espacial de la Universidad de Boston e investigador principal de LEXI. “Mucha física puede ser esotérica o difícil de seguir sin años de entrenamiento específico, pero esta será una ciencia que se podrá ver”.
Lo que LEXI verá son los rayos X de baja energía que se forman cuando una corriente de partículas provenientes del Sol, llamada viento solar, choca contra el campo magnético de la Tierra. Esto sucede en el borde de la magnetosfera, llamado magnetopausa. Los investigadores han podido detectar recientemente estos rayos X en un mosaico de observaciones realizadas con otros satélites e instrumentos. Sin embargo, desde el punto de vista de la Luna, toda la magnetopausa estará en el campo de visión de LEXI.
El equipo de LEXI en la Tierra trabajará las 24 horas del día para rastrear cómo la magnetosfera se expande, se contrae y cambia de forma en respuesta a la fuerza del viento solar.
“Esperamos ver la magnetosfera exhalando y inhalando, por primera vez”, dijo Hyunju Connor, astrofísica del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y líder de la NASA para LEXI. “Cuando el viento solar es muy fuerte, la magnetosfera se encogerá y empujará hacia atrás, hacia la Tierra, y luego se expandirá cuando el viento solar se debilite”. El tema se abordó en un artículo firmado por Abbey Interrante, como editora, y Kate Ramsayer
El instrumento LEXI también estará preparado para captar la reconexión magnética, que es cuando las líneas de campo de la magnetosfera se fusionan con las del viento solar y liberan partículas energéticas que caen sobre los polos de la Tierra. Esto podría ayudar a los investigadores a responder preguntas persistentes sobre estos eventos, incluyendo si ocurren en varios sitios simultáneamente, si ocurren de manera constante o en ráfagas, y más.
Estas partículas solares que llegan a la atmósfera de la Tierra pueden causar el despliegue de auroras boreales, o australes, pero también pueden dañar los satélites que orbitan el planeta o interferir con las redes eléctricas en la Tierra.
“Queremos entender cómo se comporta la naturaleza”, dijo Connor, “y al comprender esto podemos ayudar a proteger nuestra infraestructura en el espacio”.
La entrega del CLPS no será el primer viaje de LEXI al espacio. Un equipo de Goddard, incluido Walsh, construyó el instrumento (entonces llamado STORM) para probar la tecnología de detección de rayos X de baja energía en un amplio campo de visión. En 2012, STORM fue lanzado al espacio en un cohete sonda, recopiló imágenes de rayos X y luego regresó a la Tierra.
Terminó en una vitrina en Goddard, donde permaneció durante una década. Cuando la NASA lanzó una convocatoria para proyectos CLPS que pudieran realizarse rápidamente y con un presupuesto limitado, Walsh pensó en el instrumento y en el potencial que podría ofrecer para observar desde la superficie lunar.
“Romperíamos el vidrio, no literalmente, pero lo quitaríamos, restauraríamos, reacondicionaríamos, y eso nos permitiría mirar atrás y obtener esta imagen global que nunca antes habíamos tenido”, dijo. Se reemplazaron algunos componentes ópticos y otros antiguos, pero el instrumento estaba en buenas condiciones en general y ahora está listo para volar nuevamente. “Podemos obtener mucha ciencia realmente valiosa de esto”, insistió.
English version #
LEXI will provide X-ray vision of Earth’s magnetosphere #
A NASA X-ray imager is heading to the Moon as part of NASA’s Artemis campaign, where it will capture the first global images of the magnetic field that shields Earth from solar radiation.
The Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager, or LEXI, instrument is one of 10 payloads aboard the next lunar delivery through NASA’s CLPS (Commercial Lunar Payload Services) initiative, set to launch from the agency’s Kennedy Space Center in Florida no earlier than mid-January, with Firefly Aerospace’s Blue Ghost Lander. The instrument will support NASA’s goal to understand how our home planet responds to space weather, the conditions in space driven by the Sun.
_NASA’s next mission to the Moon will carry an instrument called LEXI (the Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager), which will provide the first-ever global view of the magnetic environment that shields Earth from solar radiation. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center
In an article, signed by Abbey Interrante, as editor, and Kate Ramsayer, from NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, they explained that once the dust clears from its lunar landing, LEXI will power on, warm up, and direct its focus back toward Earth. For six days, it will collect images of the X-rays emanating from the edges of our planet’s vast magnetosphere. This comprehensive view could illustrate how this protective boundary responds to space weather and other cosmic forces, as well as how it can open to allow streams of charged solar particles in, creating aurora and potentially damaging infrastructure.
“We’re trying to get this big picture of Earth’s space environment,” said Brian Walsh, a space physicist at Boston University and LEXI’s principal investigator. “A lot of physics can be esoteric or difficult to follow without years of specific training, but this will be science that you can see.”
What LEXI will see is the low-energy X-rays that form when a stream of particles from the Sun, called the solar wind, slams into Earth’s magnetic field. This happens at the edge of the magnetosphere, called the magnetopause. Researchers have recently been able to detect these X-rays in a patchwork of observations from other satellites and instruments. From the vantage point of the Moon, however, the whole magnetopause will be in LEXI’s field of view.
The team back on Earth will be working around the clock to track how the magnetosphere expands, contracts, and changes shape in response to the strength of the solar wind.
“We expect to see the magnetosphere breathing out and breathing in, for the first time,” said Hyunju Connor, an astrophysicist at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, and the NASA lead for LEXI. “When the solar wind is very strong, the magnetosphere will shrink and push backward toward Earth, and then expand when the solar wind weakens.”
The LEXI instrument will also be poised to capture magnetic reconnection, which is when the magnetosphere’s field lines merge with those in the solar wind and release energetic particles that rain down on Earth’s poles. This could help researchers answer lingering questions about these events, including whether they happen at multiple sites simultaneously, whether they occur steadily or in bursts, and more.
These solar particles streaming into Earth’s atmosphere can cause brilliant auroras, but they can also damage satellites orbiting the planet or interfere with power grids on the ground.
“We want to understand how nature behaves,” Connor said, “and by understanding this we can help protect our infrastructure in space.”
The CLPS delivery won’t be LEXI’s first trip to space. A team at Goddard, including Walsh, built the instrument (then called STORM) to test technology to detect low-energy X-rays over a wide field of view. In 2012, STORM launched into space on a sounding rocket, collected X-ray images, and then fell back to Earth.
It ended up in a display case at Goddard, where it sat for a decade. When NASA put out a call for Commercial Lunar Payload Services (CLPS) projects that could be done quickly and with a limited budget, Walsh thought of the instrument and the potential for what it could see from the lunar surface.
“We’d break the glass — not literally — but remove it, restore it, and refurbish it, and that would allow us to look back and get this global picture that we’ve never had before,” he said. Some old optics and other components were replaced, but the instrument was overall in good shape and is now ready to fly again. “There’s a lot of really rich science we can get from this.”
Under the CLPS model, NASA is investing in commercial delivery services to the Moon to enable industry growth and support long-term lunar exploration. As a primary customer for CLPS deliveries, NASA aims to be one of many customers on future flights. NASA Goddard is a lead science collaborator on LEXI. NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, manages the development of seven of the 10 CLPS payloads carried on Firefly’s Blue Ghost lunar lander, including LEXI.
