O Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR, na sigla em inglês) dos EUA foi contratado pela agência espacial americana (NASA) para medir os ventos da termosfera da Terra por meio de um satélite pouco maior do que uma caixa de sapato.

Os ventos da termosfera estão localizados na mesma região onde ficam satélites de rádio e GPS, e sua ação pode influenciar no desempenho dos sinais emitidos por eles. Mas apesar de soprarem a mais de 480 quilômetros por hora (km/h), nós temos muito pouco conhecimento de observação sobre eles.

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Na termosfera da Terra, ocorrem as auroras com efeitos de luz belíssimos, além de navegações de dados de rádio e GPS
Na termosfera da Terra, ocorrem as auroras com efeitos de luz belíssimos, além de navegações de dados de rádio e GPS (Imagem: Image Science & Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center/Reprodução)

A fim de entender mais sobre isso, a NASA encomendou o desenvolvimento de um satélite CubeSat (convenientemente chamado “WindCube”) especialmente designado para coletar novas informações e, com sorte, nos ajudar a desenvolver novos métodos de avaliação e contenção de impacto dos ventos nos satélites que posicionamos lá em cima.

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“Essa é uma conquista significativa para o NCAR e seu Observatório de Grande Altitude (HAO)”, disse o diretor do centro, Everette Joseph. “Apesar do nosso observatório ter apoiado missões de satélite no passado, esse será o primeiro projeto liderado pela nossa organização. Estou empolgado com o fato de que seremos provedores de dados essenciais, cruciais para a comunidade científica para pesquisas fundamentais que vão ajudar a sociedade a melhor se preparar para essas disrupções na atmosfera da Terra“.

Os ventos da termosfera são provenientes do calor do Sol, por ocorrerem em uma região onde a atmosfera é mais fina e, consequentemente, oferece menos proteção dos raios da nossa estrela. A temperatura ali pode superar 176º C (Celsius) durante o dia. Entretanto, fenômenos abaixo dos ventos, como alterações de maré atmosférica, também influenciam neles.

Esses ventos atuam diretamente na ionosfera, composta por íons eletricamente carregados que, dependendo de como se apresentam a qualquer momento, podem torcer, curvar, refletir, absorver ou alterar de qualquer forma as ondas de rádio para o bem ou para o mal: em alguns casos, essas ondas têm a propagação aumentada (o que traz mais potência e mais abrangência ao sinal), mas em outros, essa propagação pode ser reduzida ou anulada. E é aí que entra o papel dos ventos da termosfera: dependendo do momento em que esses íons os receberem, tais ventos podem ampliar esses efeitos.

Normalmente, análises dos ventos faz uso de instrumento chamado “interferômetro de Fabry-Perot”, que mede pequenas mudanças de alongamento ou encurtamento de ondas – o problema com isso é que esse efeito não é dos mais evidentes, e dependendo da hora – se a luz do dia está alta, por exemplo -, essa avaliação é quase impossível.

“O sinal que procuramos é extremamente fraco”, disse Qian Wu, chefe projetista do NCAR e líder do projeto WindCube. “Durante o dia, a luz do Sol esconde os sinais que queremos observar, tornando a tarefa quase insuperável”. Uma forma de contornar isso é lançar os interferômetros diretamente no espaço, mas isso requer satélites muito grandes para fins de estabilidade.

Nisso, entra o WindCube: ele carregará um único interferômetro que vai orbitar a Terra pelos pólos (ou seja, de cima para baixo ao invés de lateralmente), contribuindo não apenas para medidas mais exatas dos ventos da termosfera, mas também com a miniaturização da tecnologia.

“A habilidade de instalar o nosso instrumento em um CubeSat nos permite ampliar as análises mais críticas da termosfera, a uma fração muito reduzida do preço de uma missão completa de lançamento de satélite”, disse a diretora do HAO, Holly Gilbert. “Estamos muito felizes com a nossa capacidade de produzir observações de alta qualidade, com ótimo custo-benefício, e esperamos que o nosso sucesso de espaço a mais missões do tipo no futuro”.

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