Artículo publicado en la revista CQ Radio Amateur, octubre de 2011. Por Salvador Doménech EA5DY EL MISTERIO DE LOS ECOS DE LARGA DURACIÓN Los ecos de larga duración son unos fenómenos que tienen una ocurrencia muy esporádica pero que han sido observados y documentados tanto por radioaficionados como por científicos desde hace muchas décadas. Consisten en ecos de señales de radio que retornan a su punto de emisión varios segundos o incluso algunos minutos después de su emisión. A pesar de la evidencia científica sobre su existencia todavía hay mucha controversia sobre sus orígenes y son considerados como una anomalía científica sin resolver plenamente Como término general se considera un eco de larga duración aquellos ecos con duración superior a 2,5 segundos. Ecos inferiores a este tiempo son observados con relativa frecuencia y son explicados por propagación ionosférica convencional que puede permitir que la señal dé varias vueltas a la Tierra hasta retornar a su punto de partida. Un camino de propagación con tres vueltas a la Tierra, lo cual es relativamente frecuente en onda corta en los periodos del ciclo solar de alta actividad, puede producir ecos de casi medio segundo. Por otra parte los ecos producidos por reflexión en la Luna en frcuencias de VHF y superiores tienen un retardo de alrededor de 2,5 segundos. Los ecos de larga duración, o ELD, fueron observados por primera vez por el radioaficionado noruego Jorgen Hals en el año 1927 y en la frecuencia de 9,5 MHz. Sus observaciones fueron estudiadas y publicadas por el profesor Carl Stormer de la Universidad de Oslo. Posteriormente, en los años 30 del siglo pasado, un grupo de científicos británicos liderados por Edward V. Appleton (que posteriormente ganaría el premio Nobel por sus estudios sobre la ionosfera) observaron y estudiaron ecos de larga duración. Algunas de estas primeras observaciones mostraban retardos de hasta 260 segundos.  Los radioaficionados han aportado abundante material de observaciones sobre ELDs desde los años 30. La literatura científica sobre el tema los menciona como una fuente respetable y fiable. la tabla 1 muestra varias observaciones históricas de ecos de larga duración realizadas por radioaficionados. Se han observado ecos ELD en prácticamente todo el espectro de onda corta e incluso en 160 metros, pero también en las bandas de VHF y UHF. Tabla 1: Experiencias históricas de ELS por radioaficionados. Fuente QST AÑO ESTACIÓN BANDA    RETARDO MODO 1932 W6ADP 28 18s CW 1950/51 W5LUU 7 5s CW 1965 K6EV 14 3.4s SSB 1967 W5VY 28 3s SSB 1968 W6KPC 28 1s SSB 1969 W6OL 14 6-10s SSB 1969 K6CAZ 2 2s SSB La prestigiosa revista científica Nature publicó en 1975 un interesante  artículo de de HL Rasmussen OZ9CR titulado "Ecos fantasma en el camino Tierra-Luna". OZ9CR observó en 1296 MHz una serie de ecos de duración 2 segundos superior a la habitual duración de los ecos Tierra-Luna-Tierra de 2,5 segundos. Los ecos eran además perceptibles incluso cuando su antena parabólica de 8 metros de diámetro no estaba apuntando directamente hacia la Luna. Otros radioaficionados con estaciones preparadas para rebote lunar, como YU1AW y DL1BU, han observado fenómenos similares en la banda de 432 MHz reportando ecos varios segundos superiores a los esperados. Durante los años han surgido diversas teorías sobre el origen de los ELDs, siendo algunas tan disparatadas como divertidas haciendo referencia a extraterrestres intentando decirnos que están ahí fuera, -como si no les fuera mas sencillo contestar a nuestros CQ directamente, hi-. Las teorías más serias giran en torno a cuatro diferentes modelos o hipótesis sobre el origen de los ecos de larga duración. Sin embargo, todavía no existe consenso sobre cual de ellas puede acabar siendo la explicación concluyente. Muy probablemente nos encontremos con que pueden concurrir simultáneamente varias de estas explicaciones en la realidad con mayor o menor incidencia dependiendo de la banda de frecuencias en las que se produzcan los ELDs. La primera teoría apunta a la existencia comprobada de conductos en la magnetosfera terrestre capaces de canalizar señales de 1 a 4 MHz. Según esta teoría, las señales de radio de estas frecuencias pueden atravesar la ionosfera y quedar canalizadas dentro de la magnetosfera a través de conductos de radio varias veces superior al radio de la Tierra para regresar nuevamente a la Tierra en el hemisferio opuesto al rigen de la emisión. La señal podría retornar a su origen desde el hemisferio opuesto por propagación ionosférica convencional o por el mismo camino de la magnetosfera en el espacio exterior terrestre. cuanto más cercana a los polos se encuentre la estación emisora mayor sería la duración de los ecos. Este modelo explicaría retardo de alrededor de 0,5 segundos para un solo salto en la magnetosfera y de 1 segundo en caso de salto de ida y vuelta. Se precisa, por tanto, de algún fenómeno complementario para explicar el caso de auténticos ELDs. Este modo de propagación externo a la ionosfera solo sería posible durante las horas nocturnas en las que la atenuación de la capa E en las bandas de frecuencia de 1 a 4 MHz es muy baja. Los casos de ELDs observados en frecuencias superiores y de mayor duración. Otra teoría gira en torno al hecho demostrado de que las señales pueden dar varias vueltas a la Tierra mediante sucesivas reflexiones entre la ionosfera y la superficie terrestre. Una vuelta completa a la Tierra mediante este camino tiene un retardo de 1/7 de segundo (0,138segundos). Se pueden observar a diario casos de una o dos vueltas a la Tierra en los periodos del ciclo solar de alta actividad. El problema es que para retardos de varios segundos serían necesarios decenas de vueltas a la Tierra de la señal de Radio con la muy fuerte atenuación que esto supondría. A este respecto se cree que existe un mecanismo en estos casos de propagación que puede en cierto modo "amplificar" la señal concentrándola en determinados puntos de la espera terrestre, siendo típicamente las antípodas del punto de emisión uno de ellos. la señal, tras ser emitida omnidireccionalmente y propagarse por muy diversos caminos puede concentrase en un solo punto de las antípodas desde donde es reemitida de manera igualmente omnidireccional para regresar nuevamente al punto de partida. De esta manera podría ser viable que el circuito se repitiera decenas de veces para producir retardos de varios segundos con buenas señales de recepción.. A.K Goodacre, VE6HX, menciona que fue capaz de recibir sus propios ecos en 28 MHz con retardos de 9 segundos. Un análisis estadístico de los ecos recibidos revelo que se recibían con una periodicidad de 0,138 segundos, es decir el tiempo promedio para un circuito completo alrededor de la Tierra. Esta experiencia de VE6HX implica un total de 65 vueltas completas a la Tierra. La tercera teoría hace referencia a posibles conversiones del modo de propagación inducidas por el acoplamiento con ondas mecánicas en la ionosfera. En las capas altas de la ionosfera puede ocurrir un fenómeno mediante el cual la onda electromagnética incidente puede quedar acoplada a una onda mecánica longitudinal de plasma con velocidad de grupo muy baja (alrededor de 1 km/segundo). La energía se transmitiría entonces a lo largo de las líneas de campo magnético produciéndose una amplificación de la onda de plasma por la interacción con el haz de plasma. La extensión de la región de la ionosfera donde esto podría tener lugar sería de unos 10 km. de ancho. Más tarde se produciría una nueva conversión de modo que retornaría la energía a una onda electromagnética. Este efecto ha sido estudiado experimentalmente por Vidmar y Crawford de la Universidad de Stanford. Aunque se han grabado distintos ecos con retardos de hasta 40 segundos, los autores reconocen que sus conclusiones no son concluyentes. Otra teoría adicional asume la existencia de nubes de plasma a gran distancia de la Tierra. Esta hipótesis consiste en la supuesta presencia de nubes de gases y partículas ionizadas provenientes del Sol y situadas en diferentes puntos del Sistema Solar. El principal inconveniente de esta hipótesis es que el efecto Doppler que nubes de este estilo ocasionarían, sería demasiado grande comparado con las observaciones experimentales de ELDs realizadas hasta la fecha. Por ora parte la señal a traves de un camino estraterrestre hasta estas supuestas nubes ionizadas sufriría una atenuación demasiado elevada. Una posible excepción a estos problemas estaría en el caso en que la nube ionizada se encontrara situada en uno de los puntos de Lagrange entre la Tierra y la Luna. Un punto de Lagrange es una posición entre dos cuerpos en órbita en la que una tercera masa más pequeña puede orbitar a una distancia fija. Los puntos de Lagrange marcan las posiciones en las que la atracción gravitatoria de dos masas grandes igualan la fuerza centrípeta requerida para rotar con ellas. Los puntos L4 y L5 del gráfico son los candidatos a albergar estas posibles nubes de plasma reflectoras. En el caso de los puntos de Lagrange entre la Tierra y la Luna se producirían retardos de 2,5 segundos. En el caso de puntos de Lagrange entre el Sol y la Tierra producirían retardos de 10 segundos. Estas posibles reflexiones en nubes de plasma en los puntos de Lagrange solo funcionarían para frecuencias que puedan traspasar libremente la ionosfera, es decir las bandas altas de HF y las de VHF y superiores. Robert W. Freyman del Laboratorio nacional de Los Álamos (EEUU) ha realizado diversos experimentos en 9,9 MHz en Alaska en la zona de auroras. En sus experimentos pudo detectar miles de cos con retardos de hasta 16 segundos en ocasiones cuando se producían cambios en en el campo magnético terrestre y probablemente entraba plasma solar en la magnetosfera. El papel de los radioaficionados en este tipo de investigaciones es fundamental como ha sido reconocido por los científicos que lideran investigaciones en este tema. Los radioaficionados formamos una extensa y densa red de observación  a lo ancho de toda la Tierra. La contribución de los radioaficionados ha sido y seguirá sendo un factor decisivo en los avances en el conocimiento de la física terrestre en este campo. Figura 1: Potenciales conductos en la magnetosfera y exteriores a la ionosfera. La escala de distancias está en radios terrestres. Fuente LA3ZA Figura 2: Puntos de Lagrange entre la Tierra y el Sol que podían albergar nubes de plasma que ocasionan ecos de larga duración. Los puntos L4 y L5 son los potencialmente más estables. Fuente NASA