Para estudar a atmosfera, foguetes da Nasa voarão até a sombra do eclipse de outubro
Uma missão de foguete de sondagem da NASA lançará três foguetes durante o eclipse anular de 2023, em outubro, para estudar como a queda repentina da luz solar afeta nossa atmosfera superior.
Em 14 de outubro de 2023, os observadores de um eclipse solar anular nas Américas verão o Sol diminuindo para 10% de seu brilho normal, deixando apenas um “anel de fogo” brilhante de luz solar enquanto a Lua eclipsa o Sol. Aqueles que estão nas proximidades do Campo de Mísseis de White Sands, no Novo México, no entanto, também podem notar faixas brilhantes repentinas no céu: rastros de foguetes científicos, arremessando-se em direção à sombra do eclipse.
Uma missão de foguete de sondagem da NASA lançará três foguetes para estudar como a queda repentina da luz solar afeta nossa atmosfera superior. A missão, conhecida como Perturbações Atmosféricas ao Redor do Caminho do Eclipse ou APEP, é liderada por Aroh Barjatya, professor de engenharia física na Embry-Riddle Aeronautical University em Daytona Beach, Flórida, onde dirige o Laboratório de Instrumentação Espacial e Atmosférica .
A cerca de 80 quilômetros de altitude e além, o próprio ar se torna elétrico. Os cientistas chamam esta camada atmosférica de ionosfera porque é onde o componente UV da luz solar pode afastar os elétrons dos átomos para formar um mar de íons e elétrons que voam alto. A energia constante do Sol mantém essas partículas mutuamente atraídas separadas ao longo do dia. Mas à medida que o Sol mergulha abaixo do horizonte, muitos recombinam-se em átomos neutros durante a noite, apenas para se separarem novamente ao nascer do sol.
Durante um eclipse solar, a luz solar desaparece e reaparece quase imediatamente em uma pequena parte da paisagem. Num piscar de olhos, a temperatura e a densidade da ionosfera caem e depois aumentam novamente, enviando ondas que ondulam pela ionosfera.
“Se você pensar na ionosfera como um lago com algumas ondulações suaves, o eclipse é como um barco a motor que de repente rasga a água”, disse Barjatya. “Ele cria uma esteira imediatamente abaixo e atrás dele, e então o nível da água sobe momentaneamente enquanto ela volta.”
Durante o eclipse solar total de 2017, visível em toda a América do Norte, instrumentos a muitas centenas de quilômetros fora do caminho do eclipse detectaram mudanças atmosféricas. O mesmo aconteceu com infraestruturas críticas, como GPS e satélites de comunicação, dos quais dependemos todos os dias.
“Todas as comunicações por satélite passam pela ionosfera antes de chegarem à Terra”, disse Barjatya. “À medida que nos tornamos mais dependentes de recursos espaciais, precisamos compreender e modelar todas as perturbações na ionosfera.”
Para tanto, Barjatya desenhou a missão APEP, escolhendo a sigla porque é também o nome da divindade serpente da mitologia egípcia antiga, inimiga da divindade do Sol Rá. Foi dito que Apep perseguiu Rá e de vez em quando quase o consumiu, resultando em um eclipse.
A equipe da APEP planeja lançar três foguetes em sucessão – um cerca de 35 minutos antes do pico do eclipse local, um durante o pico do eclipse e outro 35 minutos depois. Eles voarão fora do caminho da anularidade, onde a Lua passa diretamente na frente do Sol. Cada foguete implantará quatro pequenos instrumentos científicos que medirão mudanças nos campos elétricos e magnéticos, densidade e temperatura. Se forem bem-sucedidos, estas serão as primeiras medições simultâneas feitas em vários locais da ionosfera durante um eclipse solar.
Barjatya escolheu foguetes de sondagem para responder às questões científicas da equipe porque eles podem identificar e medir regiões específicas do espaço com alta fidelidade. Eles também podem medir mudanças que acontecem em diferentes altitudes à medida que o foguete suborbital sobe e cai de volta à Terra. Os foguetes APEP farão medições entre 70 e 325 quilômetros (45 e 200 milhas) acima do solo ao longo de sua trajetória.
“Os foguetes são a melhor maneira de observar a dimensão vertical nas menores escalas espaciais possíveis”, disse Barjatya. “Eles podem esperar o lançamento no momento certo e explorar as altitudes mais baixas onde os satélites não podem voar.”
Embora os instrumentos do foguete in-situ estejam todos sendo construídos pela Embry-Riddle e pelo Dartmouth College em New Hampshire, uma série de observações terrestres também apoiarão a missão. Co-investigadores do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea na Base Aérea de Kirtland, em Albuquerque, Novo México, coletarão medições de densidade ionosférica e vento neutro.
Co-investigadores do Observatório Haystack do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Westford, Massachusetts, irão operar seu radar para medir perturbações ionosféricas mais distantes do caminho do eclipse. Finalmente, uma equipe de estudantes da Embry-Riddle lançará balões de alta altitude (atingindo 100.000 pés) a cada 20 minutos para medir as mudanças climáticas à medida que o eclipse passa.
Este não será o único lançamento da APEP. Os foguetes APEP lançados no Novo México serão recuperados e depois relançados da Wallops Flight Facility da NASA na Virgínia, em 8 de abril de 2024, quando um eclipse solar total cruzará os EUA do Texas ao Maine. Os lançamentos de abril estão mais distantes da trajetória do eclipse do que o eclipse anular de outubro, mas apresentarão uma oportunidade para medir o quão difundidos são os efeitos de um eclipse.
