Las señales de ubicación transmitidas a la Tierra por los satélites GPS estaban apagados por cientos de pies durante la tormenta solar Gannon En mayo del año pasado, y la interrupción duró hasta dos días en algunas regiones estadounidenses, reveló un nuevo estudio. La interrupción causó estragos en todo el sector agrícola, que sufrió pérdidas de más de $ 500 millones como resultado.
Una sucesión de poderosas erupciones solares a principios de mayo del año pasado desencadenó la tormenta solar más poderosa para golpear la Tierra en 20 años. Más tarde, llamado así por la fallecida científica del clima espacial Jennifer Gannon, la tormenta solar produjo imprescentadoras auroras inspiradoras visibles hasta el sur como México, Portugal y España. También hizo que GPS fuera loco por días.
Los agricultores en el medio oeste estadounidense, en ese momento en la cima de la temporada de plantación, informaron que sus tractores guiados por GPS actuaban como si estuvieran «poseídos» durante la tormenta, según las cuentas. Un nuevo estudio ahora ha cuantificado cuán grandes esos errores GPS no solo fueron durante el apogeo de la tormenta, sino también después de que una aurora persistente continuó sesgando señales GPS.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Boston utilizó datos de cerca de 100 receptores GPS fijos dispersos por los EE. UU. Que forman una red de investigación sísmica que mide los movimientos de las placas tectónicas. Como resultado, la red también es perfectamente adecuada para estudiar los efectos del clima espacial en la ionosfera de la Tierra, una capa de aire con carga eléctrica que se encuentra a 30 millas (48 kilómetros) sobre la Tierra. Los efectos que las tormentas solares tienen en la ionosfera pueden afectar las lecturas de los receptores GPS.
«Los receptores GPS trabajan con la suposición de que la ionosfera tiene una densidad de plasma uniforme», dijo Waqar Younas, investigador de física espacial en la Universidad de Boston y autor principal del documento, a Space.com. «Pero una tormenta solar crea irregularidades en la ionosfera y a medida que la señal pasa a través de las capas ionosféricas, crece errores».
Cuando llega una tormenta solar, las partículas solares cargadas que trae consigo calentados y perturbar la ionosfera. A medida que las señales débiles de los satélites de posicionamiento global pasan a través de esta región repentinamente turbulenta, son arrojados del curso.
Debido a que los receptores GPS fijos en la red de investigación están firmemente unidos al suelo, cualquier cambio en sus datos de posicionamiento solo podría ser el resultado de la turbulencia en la ionosfera. Las mediciones de esta red Científica GPS revelaron la escala de estos errores con gran precisión, y permitieron a los investigadores reconstruir lo que había sucedido en la ionosfera durante la tormenta.
«Al medir la perturbación de la señal, podemos decir la estructura del plasma en la atmósfera superior», dijo a SpapCE.com Toshi Nishimura, profesor de física espacial y coautor del nuevo estudio.
El análisis de los datos reveló que la tormenta creó un «muro de plasma ionosférico», que se extiende por el continente norteamericano. Este muro eliminó las señales GPS de hasta 230 pies (70 metros) en los estados del centro de los Estados Unidos, con errores más pequeños de hasta 65 pies (20 m) reportados en las partes del suroeste del país.
La interrupción máxima duró aproximadamente seis horas el 10 de mayo de 2024, pero las cosas permanecieron inquietas por hasta dos días, mostró el estudio. Después de que la ionosfera sacudida comenzó a calmarse, las luces aurorales provocadas por la tormenta causaron otras interrupciones del GPS cuando las partículas cargadas desde el espacio se extendieron a través de la atmósfera a lo largo de las líneas de campo magnético interrumpidas. La red receptor GPS mostró errores de hasta 30 pies (10 m) durante la duración de estas auroras.
El comportamiento errático de la maquinaria agrícola guiada por GPS causada por la tormenta solar Gannon le costó a los agricultores estadounidenses en el medio oeste de los Estados Unidos más de $ 500 millones, según Terry Griffin, profesor de economía agrícola en la Universidad Estatal de Kansas.
«Debido a la tormenta de Gannon, la plantación de maíz se retrasó porque nuestros plantadores no funcionaban en su mayoría», dijo Griffin a Space.com. «Actualmente, alrededor del 70% de los acres plantados en los Estados Unidos dependen del equipo que utiliza la orientación automatizada del GPS para hacer líneas paralelas rectas a través del campo. Ya ni siquiera tenemos marcadores de carreteras físicos, y el equipo se está haciendo más grande hasta el punto de que ya no podemos operar cuando se lleva el GPS».
Pero la agricultura no fue la única víctima del caos GPS inducido por el clima espacial. Los aviones confían en el GPS no solo para seguir sus caminos, sino especialmente para conocer su altitud precisa durante el aterrizaje. Los errores de hasta cuatro metros pueden ser compensados, según Nishimura. Pero la interrupción del 10 y 11 de mayo del año pasado fue «mucho más allá de esa ventana de tolerancia», dijo Nishimura.
La tormenta solar Gannon puede haber sido la más fuerte en dos décadas. Pero solo proporcionó solo un sabor débil de lo que el sol es capaz. El peor de los casos discutido con frecuencia es el llamado evento de Carrington, una tormenta que golpeó la Tierra en 1859, eliminando los servicios de telégrafo en todo el mundo. Una tormenta de esa fuerza hoy sin duda tendría consecuencias amplias en todo el mundo.
«Durante la tormenta de Gannon, vimos el impacto más intenso en las regiones centrales de los Estados Unidos», dijo Nishimura. «Pero para un evento del tamaño de Carrington, veríamos una interrupción en todo el continente y los errores tan grandes que la señal sería inutilizable».
Waqar dice que en el futuro, el pronóstico en tiempo real de las interrupciones ionosféricas emparejadas con pronósticos impulsados por la IA de irregularidades de señalización GPS podría ayudar a corregir los errores a medida que avanza una tormenta.
El estudio fue publicado en la revista JGR-Space Physics el 9 de junio.
