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Close de uma erupção solar, incluindo uma erupção solar, uma ejeção de massa coronal e um evento de partícula energética solar.
Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA
Um experimento conjunto NASA-US Naval Research Laboratory dedicado a estudar as origens das partículas energéticas solares - a forma de radiação mais perigosa do Sol - está pronto para o lançamento.
UVSC Pathfinder - abreviação de Ultraviolet Spectro-Coronagraph Pathfinder - pegará uma carona para o espaço a bordo da STPSat-6, a espaçonave primária da missão Space Test Program-3 (STP-3) para o Departamento de Defesa. O STP-3 está programado para decolar em um foguete Atlas V 551 da United Launch Alliance não antes de 22 de novembro, da Estação da Força Espacial do Cabo Canaveral, na Flórida.
Partículas energéticas solares, ou SEPs, são um tipo de clima espacial que representa um grande desafio para a exploração espacial. Uma tempestade de partículas solares, ou evento SEP, ocorre quando o Sol lança partículas energéticas no espaço em velocidades tão altas que algumas chegam à Terra - 93 milhões de milhas de distância - em menos de uma hora. As rajadas de partículas poderosas podem causar estragos na espaçonave e expor os astronautas a radiações perigosas.
O UVSC Pathfinder observará as regiões mais baixas da atmosfera externa do Sol, ou coroa, onde se acredita que os SEPs se originam. Embora o Sol libere erupções quase diariamente quando está mais ativo, há apenas cerca de 20 tempestades de partículas solares perturbadoras durante qualquer ciclo solar de 11 anos . Os cientistas não podem prever com segurança qual deles produzirá SEPs, nem sua intensidade. Compreender e, eventualmente, prever essas tempestades solares são cruciais para permitir a exploração espacial futura.
“É um pioneiro porque estamos demonstrando uma nova tecnologia e uma nova maneira de prever esse tipo de clima espacial”, disse Leonard Strachan, astrofísico do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington, DC, e principal investigador da missão. “No momento, não há uma maneira real de prever quando essas tempestades de partículas acontecerão”.
Compreendendo e prevendo SEPs
O UVSC Pathfinder é um coronógrafo, um tipo de instrumento que bloqueia a face brilhante do Sol para revelar a corona envolvente mais escura. A maioria dos coronógrafos tem uma única abertura com uma série de ocultadores que bloqueiam o Sol e reduzem a luz dispersa. A novidade do UVSC Pathfinder é que ele usa cinco aberturas separadas, cada uma com seu próprio occulter - aumentando significativamente o sinal da corona.
Na coroa, os cientistas esperam encontrar o grupo especial de partículas que eventualmente se torna partículas energéticas solares. Não apenas qualquer partícula regular na atmosfera do Sol pode ser energizada para um SEP. Em vez disso, os cientistas pensam que os SEPs vêm de enxames de partículas de sementes que residem na coroa que já são cerca de 10 vezes mais quentes e mais energéticas do que seus vizinhos. Eles podem vir de explosões brilhantes de energia, chamadas flares, ou regiões de campos magnéticos intensos na corona, chamadas folhas de corrente.
É necessária alguma atividade solar energética anterior para disparar as partículas da semente. Ocasionalmente, o Sol libera nuvens massivas de material solar, chamadas de ejeções de massa coronal. Essas explosões podem gerar um choque à frente deles, como a onda que surge na frente de um barco em alta velocidade. “Se uma ejeção de massa coronal sair rápido o suficiente” - 600 milhas por segundo, pelo menos - “pode produzir um choque, que pode varrer essas partículas”, explicou Strachan. “As partículas recebem tanta energia do choque que se tornam SEPs”.
Ao contrário da maioria dos coronógrafos que tiram imagens em luz visível, o UVSC Pathfinder é único porque é combinado com um espectrômetro que mede a luz ultravioleta, um tipo de luz invisível aos olhos humanos. Ao analisar a luz na corona, os pesquisadores esperam identificar quando as partículas das sementes estão presentes.
Os cientistas têm observado SEPs rotineiramente da perspectiva próxima à Terra - 93 milhões de milhas de distância de sua origem. Como as partículas de sementes estão presentes apenas na coroa, é impossível medi-las diretamente. O UVSC Pathfinder visa observar as partículas indescritíveis detectando remotamente suas assinaturas na luz ultravioleta. “Sabemos muito pouco sobre eles”, disse Martin Laming, físico do US Naval Research Laboratory e líder científico do UVSC Pathfinder. “Esta é realmente uma observação inovadora”.
Os impactos dos enxames do SEP são graves. Quando se trata de espaçonaves , eles podem fritar componentes eletrônicos, corromper a programação de um satélite, danificar painéis solares e até mesmo desorientar o rastreador de estrelas de uma espaçonave, usado para navegação. O efeito é como dirigir em uma nevasca e se perder: os SEPs preenchem a visão do rastreador de estrelas e, perdendo sua capacidade de se orientar, ele sai da órbita.
Para os humanos, os SEPs são perigosos porque podem passar pela nave espacial ou pela pele de um astronauta, onde podem danificar células ou DNA. Esse dano pode aumentar o risco de câncer mais tarde na vida ou, em casos extremos, causar doença aguda por radiação em curto prazo. (Na Terra, o campo magnético protetor de nosso planeta e a atmosfera protegem os humanos contra esse dano.) Uma série de enormes explosões solares em agosto de 1972 - entre as missões da Apollo 16 e 17 - serve como um lembrete da ameaça da atividade solar e da radiação.
O experimento UVSC Pathfinder marca um grande passo para entender de onde vêm os SEPs e como eles evoluem à medida que viajam pelo sistema solar. Os dados ajudarão os cientistas a prever se uma explosão solar poderia gerar SEPs problemáticos da mesma forma que prevemos eventos climáticos severos na Terra. As previsões permitiriam aos operadores de espaçonaves e astronautas tomar medidas para mitigar seus impactos. “Se nosso pensamento estiver correto, as partículas de sementes serão uma assinatura realmente importante de tempestades de radiação a serem observadas”, disse Laming.
Imagens do satélite STEREO da NASA mostram uma ejeção de massa coronal seguida por uma enxurrada de partículas energéticas solares.
Créditos: NASA / STEREO
Juntando-se à frota de heliofísica da NASA
UVSC Pathfinder é a mais recente adição à frota de observatórios heliofísicos da NASA. As missões heliofísicas da NASA estudam um vasto sistema interconectado do Sol ao espaço ao redor da Terra e outros planetas, e até os limites mais distantes do fluxo constante de vento solar do Sol. O UVSC Pathfinder fornece informações importantes sobre SEPs, permitindo a exploração espacial futura.
As observações da missão complementarão as de dois outros observatórios solares. O novo coronógrafo parecerá tão próximo quanto 865.000 milhas do Sol, enquanto Parker Solar Probe da NASA e a Agência Espacial Europeia e Solar Orbiter da NASA irão amostrar diretamente o espaço até uma distância de 3,8 milhões de milhas e 26,7 milhões de milhas do Sol, respectivamente . “Esperamos que as observações coordenadas sejam úteis para identificar a evolução dos SEPs conforme eles se afastam do Sol”, disse Strachan.
“O programa de ciências da NASA tem uma longa história de obtenção de ferramentas de previsão do tempo espacial a partir dos resultados de missões de pesquisa pura”, disse Daniel Moses, tecnólogo-chefe da Divisão de Heliofísica da NASA. “A colaboração entre a Diretoria de Missão Científica da NASA, o Laboratório de Pesquisa Naval e o programa STP do Departamento de Defesa tem sido particularmente frutífera nesta área. O UVSC Pathfinder continua esta tradição orgulhosa de colaboração em pesquisa básica com o potencial de desenvolver uma nova ferramenta de alto impacto com capacidade de previsão”.
UVSC Pathfinder é uma carga útil do Laboratório de Pesquisa Naval da NASA e dos EUA a bordo do Programa de Teste Espacial Satellite-6 do Departamento de Defesa (STPSat-6). Ele voa ao lado do Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) da NASA, que está testando uma capacidade aprimorada de comunicação com o potencial de aumentar a largura de banda de 10 a 100 vezes mais do que os sistemas de radiofrequência - permitindo que as missões espaciais enviem mais dados para casa.
O UVSC Pathfinder foi projetado e construído no US Naval Research Laboratory. Foi financiado pelo Programa de Heliofísica da NASA e pelo Office of Naval Research. É administrado pela Tecnologia Heliofísica e Desenvolvimento de Instrumentos para a Ciência, ou H-TIDeS, escritório do programa na sede da NASA. O STP é operado pelo Centro de Sistemas Espaciais e de Mísseis da Força Espacial dos Estados Unidos.
Por Lina Tran
Goddard Space Flight Center da NASA , Greenbelt, Md.
Fonte: NASA / Editor: Lina Tran /25-10-2021
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/uvsc-pathfinding-experiment-study-origins-of-solar-energetic-particles
Obrigado
pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica,
concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB),
como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
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