comunicaciones de estallido de meteorito

Las comunicaciones por ráfagas de meteoros ( MBC , por sus siglas en inglés), también conocidas como comunicaciones por dispersión de meteoros , ^{[ 1 ]} son ​​un modo de propagación de radio que aprovecha las estelas ionizadas de los meteoros durante su entrada atmosférica para establecer breves rutas de comunicación entre estaciones de radio separadas por hasta 2250 kilómetros (1400 millas) . Puede haber dispersión hacia adelante o hacia atrás de las ondas de radio. 

A medida que la Tierra se mueve a lo largo de su órbita , millones de partículas conocidas como meteoroides entran en la atmósfera terrestre cada día, una pequeña fracción de las cuales posee propiedades útiles para la comunicación punto a punto. ^{[ 2 ]} Cuando estos meteoroides comienzan a quemarse, crean una estela luminosa de partículas ionizadas (llamada meteoro ) en la capa E de la atmósfera que puede persistir hasta por varios segundos. Las estelas de ionización pueden ser muy densas y, por lo tanto, se utilizan para reflejar ondas de radio . Las frecuencias que puede reflejar cualquier estela de iones en particular están determinadas por la intensidad de la ionización creada por el meteoro, a menudo una función del tamaño inicial de la partícula, y generalmente se encuentran entre 30  MHz y 50  MHz. ^{[ 3 ]}

La distancia a la que se pueden establecer comunicaciones está determinada por la altitud a la que se produce la ionización, la ubicación sobre la superficie terrestre donde cae el meteoroide, el ángulo de entrada en la atmósfera y la ubicación relativa de las estaciones que intentan establecer comunicaciones. Dado que estas estelas de ionización solo existen durante fracciones de segundo, o incluso unos pocos segundos, crean breves ventanas de oportunidad para la comunicación.

La primera observación directa de la interacción entre meteoros y propagación de radio fue reportada en 1929 por Hantaro Nagaoka de Japón. En 1931, Greenleaf Pickard notó que se producían ráfagas de propagación de largo alcance durante las principales lluvias de meteoros. Al mismo tiempo, el investigador de Bell Labs , A. M. Skellett, estudiaba formas de mejorar la propagación de radio nocturna y sugirió que las anomalías que muchos investigadores observaban se debían a los meteoros. Al año siguiente, Schafer y Goodall notaron que la atmósfera se vio perturbada durante la lluvia de meteoros Leónidas de ese año , lo que llevó a Skellett a postular que el mecanismo era la reflexión o dispersión de electrones en las estelas de los meteoros. En 1944, mientras investigaba un sistema de radar que estaba "apuntando hacia arriba" para detectar los misiles V-2 que caían sobre Londres, James Stanley Hey confirmó que las estelas de los meteoros reflejaban señales de radio.

En 1946, la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC) halló una correlación directa entre el aumento de las señales de radio de muy alta frecuencia (VHF) y la presencia de meteoros individuales. Los estudios realizados a principios de la década de 1950 por la Oficina Nacional de Estándares y el Instituto de Investigación de Stanford tuvieron un éxito limitado al utilizar este método como herramienta de investigación.

El primer intento serio de utilizar esta técnica fue llevado a cabo por la Junta de Investigación de Defensa de Canadá a principios de la década de 1950. Su proyecto, "JANET" (llamado así por Jano , que miraba a ambos lados), enviaba ráfagas de datos pregrabados en cinta magnética desde su estación de investigación de radar en Prince Albert, Saskatchewan, hasta Toronto , una distancia superior a los 2000 km. Se monitorizaba una señal portadora de 90 MHz para detectar aumentos repentinos en la intensidad de la señal, que indicaban la presencia de un meteoro, lo que activaba una ráfaga de datos. El sistema se utilizó operativamente a partir de 1952 y proporcionó comunicaciones útiles hasta que el proyecto de radar se clausuró alrededor de 1960.  

Uno de los primeros despliegues importantes fue "COMET" ( Comunicación por Estelas Meteorológicas ), utilizado para comunicaciones de largo alcance con el Cuartel General Supremo de las Potencias Aliadas en Europa de la OTAN . COMET entró en funcionamiento en 1965 y se utilizó para comunicaciones entre los Países Bajos y Francia. ^{[ 4 ]} COMET mantuvo un rendimiento promedio de entre 115 y 310 bits por segundo, dependiendo de la época del año.

Las comunicaciones mediante ráfagas de meteoritos perdieron interés con el creciente uso de sistemas de comunicación por satélite a partir de finales de la década de 1960. A finales de la década de 1970, quedó claro que los satélites no eran tan universalmente útiles como se pensaba inicialmente, sobre todo en latitudes altas o donde la seguridad de la señal era un problema. Por estas razones, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos instaló el sistema MBC del Comando Aéreo de Alaska en la década de 1970, aunque se desconoce públicamente si este sistema sigue operativo.

En la década de 1970, el Sistema de Comunicaciones de Ráfagas de Meteoros de Alaska (AMBCS), ^{[ 4 ]} un banco de pruebas establecido por SAIC fue creado con fondos de DARPA . Utilizando antenas orientables en fase dirigidas a la zona adecuada del cielo para cada momento del día, en la dirección en la que la Tierra se mueve "hacia adelante", AMBCS logró mejorar considerablemente las tasas de datos, con un promedio de 4 kilobits por segundo (kbit/s). Si bien los satélites pueden tener un rendimiento nominal aproximadamente 14 veces mayor, su operación es muchísimo más costosa.

En teoría, es posible obtener un mayor rendimiento mediante el uso de la orientación en tiempo real. El concepto básico consiste en utilizar señales retrodispersadas para determinar la ubicación exacta de la estela iónica y dirigir la antena hacia ese punto o, en algunos casos, hacia varias estelas simultáneamente. Esto mejora la ganancia, lo que permite velocidades de transmisión de datos mucho mayores. Hasta la fecha, este método no se ha probado experimentalmente, según se sabe.

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) utilizó ampliamente la dispersión meteórica en su sistema SNOTEL durante más de 40 años, pero suspendió su uso en 2023. Más de 900 estaciones de medición del contenido de agua en la nieve en el oeste de los Estados Unidos estaban equipadas con transmisores de radio que dependían de las comunicaciones por dispersión meteórica para enviar mediciones a un centro de datos . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Según un informe no clasificado, SNOTEL "contiene 2 estaciones maestras y más de 500 sitios remotos de adquisición de datos en 11 estados del oeste. El sistema monitorea las nevadas y otros datos meteorológicos. Las 500 estaciones remotas no tripuladas están divididas en grupos selectivos de aproximadamente 60 estaciones remotas cada uno. La consulta de un grupo de 60 estaciones toma un promedio de 5 minutos". ^{[ 4 ]}

La mayoría de las comunicaciones por dispersión meteórica se realizan entre estaciones de radio con horarios precisos de transmisión y recepción. Dado que no se puede predecir la presencia de una estela meteórica en una ubicación adecuada entre dos estaciones, estas deben transmitir la misma información repetidamente hasta recibir una confirmación de recepción de la otra estación. Se emplean protocolos establecidos para regular el flujo de información entre estaciones. Si bien un solo meteoro puede crear una estela iónica que permita completar varias etapas del protocolo de comunicación, a menudo un intercambio completo de información requiere varios meteoros y un largo período de tiempo.

Cualquier modo de comunicación puede utilizarse para la comunicación por dispersión meteórica. La transmisión de audio de banda lateral única ha sido popular entre los radioaficionados de Norteamérica que intentaban establecer contacto con otras estaciones durante lluvias de meteoros sin planificar un horario con antelación. El uso del código Morse ha sido más popular en Europa, donde los radioaficionados utilizaban grabadoras de cinta modificadas y, posteriormente, programas informáticos para enviar mensajes a velocidades de transmisión de hasta 800 palabras por minuto. Las estaciones que reciben estas ráfagas de información graban la señal y la reproducen a menor velocidad para copiar el contenido de la transmisión. Desde el año 2000, varios modos digitales implementados mediante programas informáticos han superado en popularidad a las comunicaciones por voz y código Morse. El modo más popular para la radioafición es MSK144, implementado en el software WSJT-X .

• Comunicaciones mediante ráfagas de meteoritos: un medio adicional de comunicaciones de larga distancia.
• Tecnología MeteorComm Meteor Burst
• Tutorial de comunicaciones sobre explosiones de meteoritos
• Escucha los ecos de los meteoros en directo en Livemeteors.com.
• Bases de datos de dispersión de meteoritos
• Dispersión de meteoritos casera
• Detección radioeléctrica de meteoros, actualizada cada minuto , en el Observatorio y Planetario Lockyer .