Descripción y contextualización de la asignatura

Al contrario de lo que habitualmente se piensa, el espacio es un lugar lleno de actividad. Aunque la densidad de materia es muy baja, se encuentra formando un gas de partículas cargadas de muy variadas energías. El comportamiento de este plasma se ve influenciado por el comportamiento variable del campo magnético del sol, que a su vez es también la principal fuente de partículas cargadas, emitidas en lo que se conoce como viento solar. La interacción de este complejo sistema de partículas y campos con el campo magnético terrestre da lugar a la aparición de cinturones de radiación y auroras.



La enorme cantidad de energía liberada por el sol en forma de radiación y partículas puede dañar e incluso destruir satélites, y afecta muy gravemente a los seres vivos, limitando las posibilidades de viaje espacial. El conocimiento de las propiedades del medio espacial es por lo tanto esencial en el desarrollo de cualquier programa espacial, y debe formar parte de cualquier programa de ciencia y tecnología espacial.



Como asignatura obligatoria que es, se impartirá en el primer trimestre. Los contenidos de la asignatura se relacionan y refuerzan contenidos de otras asignaturas obligatorias, con especial relevancia en el caso de las asignaturas Movimiento Orbital, ya que distintas órbitas atraviesan diferentes ambientes espaciales y Naves Espaciales II, en relación a las peculiaridades de la propagación de las ondas EM en el ambiente espacial y los problemas que comunicación relacionados con perturbaciones del este ambiente. La asignatura proporciona base para el estudio de asignaturas optativas tales como Astronomía y Astrofísica, Sistema Solar, y desde un punto de vista más tecnológico, Materiales para el espacio II.



Los prerrequisitos para esta asignatura son un conocimiento básico del electromagnetismo y herramientas matemáticas de cálculo y ecuaciones diferenciales. Estos prerrequisitos están garantizados por las titulaciones de ingreso.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Al final del curso el alumno deberá ser capaz de:



- Definir un plasma y los parámetros más importantes que definen su comportamiento.

- Describir las características básicas de la atmósfera solar, el ciclo solar, del viento solar y de la magnetosfera terrestre.

- Explicar mediante modelos físicos algunas de estas características (por ejemplo, la posición de la magnetopausa, la dirección del campo magnético interplanetario, la temperatura de las manchas solares…)

- Conocer los distintos tipos de ondas que se propagan en el medio interplanetario y sus propiedades básicas.

- Describir los distintos fenómenos de Space Weather de relevancia tecnológica.

- Conocer algunas bases de datos de información sobre el ambiente espacial y los portales de predicción del Space Weather.

- Conocer distintos paquetes de modelos de uso frecuente en el estudio del ambiente espacial.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Herramientas y porcentajes de calificación



1.- Problemas: 50% de la calificación final. Los problemas serán corregidos y devueltos a los alumnos. Las soluciones correctas serán publicadas en EGELA para su comparación con los problemas corregidos. La calificación de los problemas tendrá en cuenta si las respuestas son correctas (cuando son respuestas cerradas) o la profundidad del análisis (cuando son respuestas abiertas). Además se valorará la precisión de la notación, el uso justificado de las leyes físicas y el uso correcto de unidades y cifras significativas.



2.- Minitests: 10% de la calificación final. Los minitests consistirán en una pregunta corta sobre el contenido de las clases previas y las listas de problemas, a responder de forma individual en aproximadamente 10 minutos durante la clase.



3.-Presentación oral: 10% de la calificación final. Se valorará la calidad de la presentación y la precisión del lenguaje utilizado. Se penalizarán las presentaciones muy largas o muy cortas.



4.- Memoria: 30% de la calificación final. Se valorará el rigor de la memoria, la calidad de su redacción, su ajuste a los contenidos de la asignatura, y la referencia correcta a las fuentes utilizadas. Se penalizará la falta de cumplimiento de los requerimientos formales, en particular por exceso o defecto de extensión. El plagio será penalizado con un suspenso en la asignatura.





Renuncia



Las personas que no entreguen al menos dos de las tres colecciones de problemas y/o no realicen el trabajo final de evaluación serán consideradas como no presentadas en la convocatoria ordinaria.



Cualquier alumno/a podrá solicitar Renuncia a la convocatoria mediante escrito entregado al profesorado de la misma, argumentando las razones por las que la solicita y aportando la documentación que le parezca oportuna. El plazo de renuncia expirará quince días antes de la finalización de las clases de la asignatura. El profesor, tras consultar con la Comisión Académica, responderá al alumno/a en un plazo máximo de una semana.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Para superar la asignatura en la convocatoria extraordinaria, los estudiantes tendrán que presentar las colecciones de problemas y el trabajo final. Se les ofrecerá además la posibilidad de realizar un breve examen para mejorar la calificación de los mini-test.



Cualquier alumno/a podrá solicitar Renuncia a la convocatoria mediante escrito entregado al profesorado de la misma, argumentando las razones por las que la solicita y aportando la documentación que le parezca oportuna. El plazo de renuncia expirará quince días antes de la convocatoria extraordinaria de la asignatura. El profesor, tras consultar con la Comisión Académica, responderá al alumno/a en un plazo máximo de una semana.

Temario

1.- Introducción al ambiente espacial

Parte I: Teoría de Plasmas

2.- Electromagnetismo. Repaso de conceptos.

3.- Física de Plasmas.

4.- Magnetohidrodinámica. Ondas MHD.

5.- Movimiento de partículas cargadas en campos electromagnéticos

Parte II: El ambiente espacial

7.- El sol: Interior y atmósfera. Actividad variable en el sol.

8.- El viento solar y el campo magnético interplanetario

9.- El campo magnético terrestre y la ionosfera

10.- La magnetosfera terrestre.

11.- La meteorología espacial. Status actual e impacto tecnológico

Bibliografía

Bibliografía básica

- Understanding Space Weather and the Physics Behind it, D.d. Knipp, McGraw Hill 2011

- Space Physics - An Introduction, C.T. Russell; J.G. Luhmann, R.J. Strangeway, Cambridge University Press 2016

- Planetary Sciences, 2nd Edition, I. de Patter y J.J. Lissauer, Cambridge University Press 2010

- Basic Space Plasma Physics, W. Baumjohan y R.A. Treumann, Imperial College Press 1997

- Space Weather, environment and societies, J.Lilensten J.Bornarel, Springer

Bibliografía de profundización

- Space Physics, 3rd Edition, M-B Kallenrode, Springer,2003



- Physics of the Earth¿s Space Environment. Gerd W. Prölss, Springer, 2003



- Physics of the Solar System Plasmas, T.E. Cravens, Cambridge University Press1997



- Physics of the Space Enviroment, T.I. Gombosi, Cambridge University Press 2004



- The Space Enviroment, A.C. Tribble, Princeton University Press 2003

Enlaces

<b> Meteorología espacial: </b>



- http://www.swpc.noaa.gov/



- http://www.esa-spaceweather.net/spweather/current_sw/index.html



- http://sohowww.nascom.nasa.gov/spaceweather/



- http://spaceweather.com/







<b> Modelos numéricos: </b>



- https://www.spenvis.oma.be/



- http://iswa.gsfc.nasa.gov/iswa/iSWA.html







<b>Algunas misiones: </b>



- SDO http://sdo.gsfc.nasa.gov/



- SOLAR ORBITER http://sci.esa.int/solar-orbiter/



- PARKER SOLAR PROBE https://www.nasa.gov/content/goddard/parker-solar-probe



- SOHO http://sohowww.nascom.nasa.gov/



- STEREO http://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/main/index.html



- TRACE http://trace.lmsal.com/



- HINODE http://solarb.msfc.nasa.gov/



- ULYSSES http://ulysses.jpl.nasa.gov/



- CLUSTER http://sci.esa.int/cluster/



- MMS https://mms.gsfc.nasa.gov/











<b> Información sobre misiones de NASA y ESA: </b>



- http://www.nasa.gov/missions/past/index.html



- http://orbits.esa.int/science/index.htm