Turbulencias en la Tierra y en Titan

¿Alguna vez ha derramado su bebida en una aerolínea debido a la turbulencia? Investigadores en ambos lados del Atlántico están encontrando nuevas maneras de entender el fenómeno, tanto en la atmósfera de la Tierra como en la de Titán, una de las lunas de Saturno, ayudados por datos recogidos en la misión espacial Cassini-Huygens.

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"Exactamente los mismos procesos físicos están ocurriendo en Titán y en la Tierra, aunque bajo condiciones interesantemente diferentes", destaca el científico planetario Ralph Lorenz, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. "Los científicos que estudian la Tierra y los que estudian otros planetas, pueden lograr nuevos hallazgos en sus respectivos campos de estudio, si trabajan juntos".

La turbulencia es un proceso importante en nuestro tiempo atmosférico, y puede ser algo más que un inconveniente; se han producido muchas lesiones en los vuelos comerciales debido a turbulencias.

Giles Harrison, un físico atmosférico en el Departamento de Meteorología en la Universidad de Reading, Reino Unido, ideó una manera barata de medir los efectos de la turbulencia usando globos sonda. El instrumento principal a ser embarcado en los globos destinados a esa misión mide el campo magnético de la Tierra para detectar el movimiento turbulento. En un estudio publicado, se mostró, usando el campo magnético estable terrestre como referencia, que los cambios magnéticos medidos en el globo sonda provenían de los movimientos dentro de nubes.

Lorenz encontró que los resultados de Harrison eran la clave para interpretar los datos de la sonda Huygens, que descendió en paracaídas a través de la atmósfera de Titán en enero del 2005. El instrumental científico embarcado a bordo de la Huygens incluyó sensores de inclinación que midieron movimientos de la sonda durante su descenso. Estos sensores de inclinación actúan de modo parecido a una bebida en un vaso. Cualquier leve inclinación del vaso resulta obvia en el desplazamiento de la masa de líquido. Pero a medida que la sonda caía a gran velocidad sobre Titán, sufrió los efectos de muchas turbulencias.

Conociendo la firma particular de la turbulencia inducida por nubes en los datos del globo sonda de Harrison en la Tierra, donde un radar meteorológico cercano podía documentar lo que estaba causando la turbulencia, Lorenz pudo encontrar esa señal en Titán, a pesar de las turbulencias desencadenadas durante el descenso del Huygens.

Contando con esa información, Lorenz encontró que durante un período de 20 minutos en el descenso de 2 horas y media de la Huygens, a una altitud de unos 20 kilómetros, la sonda fue afectada por ese tipo de turbulencia interna de las nubes.

Habiendo experimentado con la instrumentación en modelos pequeños, para entender la dinámica de vehículos aerospaciales como la sonda, Lorenz estaba familiarizado con los sensores que Harrison empleó. Su análisis ayudó a identificar una capa de nubes turbulenta en la atmósfera de Titán, un resultado significativo para la investigación de la meteorología de esta luna. En el proceso, también encontró una manera de mejorar la eficacia de los sensores magnéticos de Harrison en el globo sonda, simplemente cambiando su orientación.

"Fuimos a Titán para aprender sobre ese cuerpo misterioso y su atmósfera; es agradable que haya lecciones útiles de Titán que puedan aplicarse aquí en la Tierra", reflexiona Lorenz.