La expedición logró recuperar más de 50 terabytes de información inédita tras 23 días de operaciones en el continente blanco
Un globo de la NASA concluyó una expedición de 23 días sobre la Antártida, tras completar una misión inédita en la búsqueda de partículas procedentes del espacio exterior, conocidos como neutrinos de ultraalta energía.
El aparato, denominado PUEO (Carga útil para observaciones de energía ultraalta), recorrió el continente a casi 36.500 metros de altura desde el 20 de diciembre, antes de aterrizar a unos 320 kilómetros del Polo Sur, donde un equipo aguardaba para recuperar la “caja negra” que resguardaba su valioso registro: entre 50 y 60 terabytes de datos aún inéditos que los científicos procesarán durante el próximo año, con el objetivo de identificar rastros de eventos extremos del universo.
La recolección de la carga útil supuso el punto culminante de una compleja tarea logística internacional dirigida por la Universidad de Chicago y ejecutada en colaboración con la NASA y otras instituciones de Estados Unidos, Europa y Asia. El aterrizaje suave permitió que el equipo de recuperación accediera sin dificultades a la “caja negra”, garantizando así la integridad de la información reunida durante el vuelo. Según informó la Universidad de Chicago, el análisis de los datos podría aportar una perspectiva sin precedentes sobre fenómenos astrofísicos extremos aún poco comprendidos.
Abigail Vieregg, profesora de astronomía, astrofísica y física en la Universidad de Chicago y directora de la misión PUEO, subrayó el potencial transformador del experimento: “Podríamos descubrir las partículas de mayor energía en el universo con PUEO, pero incluso si no encontramos ninguna, aún aprenderemos sobre cómo funcionan los lugares más energéticos de nuestro universo”, afirmó al equipo de prensa de la universidad.
Los neutrinos, partículas elementales casi indetectables que atraviesan la materia constantemente sin apenas interacción, son objeto de intenso estudio por su potencial para revelar información sobre los rincones más violentos y desconocidos del cosmos, como la actividad alrededor de agujeros negros o las colisiones de estrellas de neutrones. No obstante, existe un pequeño grupo de estos neutrinos, extremadamente energéticos, cuya existencia se ha teorizado, pero aún no ha sido confirmada de forma directa.
La captura de dichos neutrinos requiere de instrumentos de una sensibilidad extraordinaria. El diseño y ensamblaje de PUEO implicó cinco años de desarrollo y cooperación global. El equipo creó un sistema de 96 antenas de radio ultrasensibles dispuestas en círculos concéntricos alrededor de un sistema informático central, el “cerebro” encargado de filtrar señales y discriminar cuáles podían corresponderse con neutrinos. Este núcleo tecnológico opera gracias a paneles solares, lo que permitió la autonomía total durante la misión.
Cosmin Deaconu, profesor de investigación de la Universidad de Chicago responsable del software de vuelo de PUEO, destacó la magnitud del desafío: “Básicamente, estamos utilizando todo el continente antártico como detector”, explicó al medio universitario. El aparato, suspendido a más de 36.000 metros, era capaz de “ver” casi 1.000.000 kilómetros cuadrados de hielo en cada instante, empleando la especial capacidad del hielo antártico para transmitir ondas de radio generadas por el impacto de neutrinos.
La mejora respecto a experimentos anteriores, en particular ANITA (Another Antarctic Impulsive Transient Antenna, liderado por la Universidad de Hawái), radica en la combinación de innovaciones en electrónica y el desarrollo de un sistema pionero capaz de “sumar” las señales de varias antenas en tiempo real, aumentando así la sensibilidad y reduciendo el ruido de fondo.
Antes de lograr su lanzamiento, el instrumento se sometió a rigurosas pruebas, incluido un ensayo en una instalación de la NASA en Palestina, Texas, donde la ausencia de ventilación atmosférica recrea el ambiente hostil del espacio cercano. Deaconu puntualizó: “El gran reto es que, sin aire, no se pueden usar ventiladores para enfriar los componentes electrónicos si se calientan demasiado”.
Una vez comprobado su funcionamiento, el grupo desarmó PUEO para transportarlo primero por tierra a California, luego por barco hasta Christchurch, Nueva Zelanda —principal puerto de acceso a la base McMurdo en la Antártida—, y finalmente, por aire a las instalaciones de la NASA en el continente blanco. Allí, el equipo reconstruyó el equipo en una contrarreloj dominada por la escasez de ventanas meteorológicas para lanzamientos de globos.
El riesgo inherente a cualquier lanzamiento de estas características se multiplica en un entorno extremo como la Antártida. Los meteorólogos y funcionarios de la NASA identificaron una ventana óptima en la madrugada del 20 de diciembre. El vehículo de lanzamiento, “The Boss”, desplazó el conjunto de 213 metros de longitud —sumando globo y carga— a la zona de despegue, y cerca de las 6 de la mañana la maniobra se concretó con éxito.
La secuencia incluyó la elevación del globo, al que se conectó el instrumento, seguido del despliegue en el aire de los paneles solares y, una vez alcanzados los 36.500 metros, el despliegue de antenas suplementarias que maximizaban la sensibilidad. Rachel Scrandis, estudiante de posgrado y responsable de la electrónica de radiofrecuencia del experimento, describió así el momento: “Construimos PUEO para que fuera el experimento más sensible del mundo a los neutrinos de ultraalta energía, pero después del lanzamiento, estamos a merced de los vientos para que nos impulsen sobre el hielo que permitirá que nuestro experimento brille”.
Durante el vuelo, los científicos alternaron turnos de vigilancia permanente para monitorizar el funcionamiento del aparato, dado que una avería podría comprometer parte irrecuperable del tiempo de recolección de datos. En palabras de Keith McBride, investigador postdoctoral a cargo del desarrollo de secciones clave del instrumento, “tuvimos que vigilarlo con mucho cuidado para no sobrecalentarnos y así no sobrecalentarnos demasiado”, explicando los desafíos técnicos provocados por la exposición prolongada al sol debido a una rotación más lenta de la carga útil de lo previsto.
Durante las más de tres semanas de travesía, PUEO recorrió en círculos el continente, obteniendo registros sobre casi 1.000.000 kilómetros cuadrados de hielo antártico en cada observación. El aparato logró operar de forma casi autónoma, aunque desde la base el equipo realizó ajustes y supervisó la temperatura interna del sistema.
Llegado el 12 de enero, los pronósticos meteorológicos advertían la inminente disminución de los vientos, lo que amenazaba con un descenso abrupto o descontrolado del aparato. Por ello, se decidió instruir a la NASA para proceder al corte controlado del globo y el despliegue del paracaídas. El descenso culminó a aproximadamente 320 kilómetros al norte del Polo Sur, sobre una franja accesible a vehículos terrestres. De inmediato, el grupo de recuperación localizó e identificó la “caja negra”, que contenía la totalidad de los datos de la misión.
La selección de la zona de aterrizaje y la rapidez en la intervención resultaron fundamentales para evitar daños en la instrumentación y la posible pérdida de información, largamente trabajada por los especialistas y laboratorios de múltiples países que contribuyeron al desarrollo del detector.
Una vez asegurada la carga, la secuencia logística siguió el camino inverso: el material se trasladará a la base McMurdo, después a Christchurch, Nueva Zelanda, y de allí a Chicago, donde el equipo científico liderará un meticuloso proceso de clasificación, verificación y calibración de los registros.
McBride estimó en declaraciones recogidas por la Universidad de Chicago: “Probablemente nos llevará un mes solo procesar los números en la computadora; es una cantidad enorme de datos”. El análisis a fondo, crucial para descartar interferencias y correlacionar los datos con eventos astrofísicos relevantes, requerirá cerca de un año. Solo entonces se sabrá si entre las señales almacenadas aparecen indicios de los escurridizos neutrinos a los que apunta la misión.
Esta expedición forma parte de la primera generación de misiones Pioneras en Astrofísica seleccionadas por la NASA, siendo PUEO la primera en ser lanzada. La repercusión científica podría extenderse mucho más allá de la posible detección de nuevas partículas. La información recabada permitirá examinar en detalle los entornos más energéticos del universo y contribuirá a comprender los mecanismos de formación de fenómenos como chorros relativistas, colisiones de cuerpos estelares ultracompactos y las condiciones predominantes cerca de los agujeros negros supermasivos.
El trabajo tan solo comienza para los especialistas de la Universidad de Chicago y sus colegas internacionales. Desde astrofísicos hasta ingenieros electrónicos, pasando por meteorólogos y logistas, el éxito del vuelo de PUEO se apoya en una compleja red de cooperación científica y técnica. Deaconu, uno de los protagonistas de la misión, resumió el impacto emocional tras semanas de vigilancia ininterrumpida: “Ahora que el globo ha bajado, finalmente podemos dormir un poco”.
