Um novo estudo sugere que uma frota de naves espaciais Sentinel, incluindo uma com uma vela solar gigante, poderia ficar de olho em “tornados espaciais” sorrateiros que ameaçam a Terra durante tempestades solares.
A proposta diz que quatro espaçonaves do espaço profundo, conhecidas coletivamente como Space Weather Investigation Frontiers (SWIFT), poderiam acelerar os avisos de “clima espacial” em 40%. Enquanto três naves espaciais serão movidas por combustível convencional, a quarta nave espacial será vela solar Cerca de um terço do tamanho de um campo de futebol.
Enormes velas são necessárias para estabilizar a quarta nave espacial numa órbita invulgarmente difícil, permitindo-lhe observar mais de perto a actividade do Sol. Mas os cientistas sublinham que o trabalho vale a pena: um alerta mais rápido sobre poderosas estruturas de plasma semelhantes a tornados emergindo da Terra sol Isto, por sua vez, ajudará a proteger satéliteas linhas eléctricas e outras infra-estruturas críticas estão protegidas destas erupções solares.
As espaçonaves não são financiadas e não foram formalmente projetadas, portanto não há estimativas firmes de quanto tempo levarão para serem lançadas ou quanto custarão. Mas a proposta, delineada num estudo publicado na revista Science Jornal Astrofísico revisado por pares na segunda-feira (6 de outubro), deram uma ideia de como poderiam funcionar. (NASA e a National Science Foundation financiou a pesquisa. )
É certo que as agências espaciais, incluindo a NASA, implantaram várias naves espaciais de observação solar para observar a actividade solar. O Sol está atualmente numa fase muito ativa do seu ciclo de 11 anos, aumentando a frequência de ocorrências explosão solar e ejeção de massa coronal.
As ejeções de massa coronal, que transportam elétrons (partículas carregadas) em direção à Terra, podem transferir mais energia eólica solar para a magnetosfera (a parte do nosso planeta). atmosfera) abaixo certas condiçõesdisse a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA).
Se o fluxo de partículas solares for forte e o campo magnético transportado pelo vento solar fluir para o sul e oposto ao campo magnético da Terra, “mais energia eólica solar pode ser transferida para a magnetosfera”, escreveram as autoridades.
Se a energia do vento solar interagir com satélites ou linhas de energia, poderá causar danos – como em Março de 1989, Quebecmilhares de pessoas mergulham na escuridão durante os meses de inverno durante uma tempestade solar.
Melhorar as previsões requer observações, por isso a NASA e Agência Espacial Europeia Existem naves espaciais estacionadas em Ponto Lagrange 1 ou L1 — Uma órbita gravitacionalmente estável entre a Terra e o Sol, usando o mínimo de combustível.
Mas, como escreve a Universidade de Michigan, essas espaçonaves não conseguem ver tudo: “Erupções solares que estão longe da Terra, ou cujo campo magnético aponta para o norte, ainda podem lançar vórtices com um campo magnético apontando para o sul em direção à Terra.
Os tornados são mais apropriadamente chamados de “cordas de fluxo”, descrevendo estruturas tão pequenas quanto 3.000 milhas (4.828 quilômetros) de comprimento e tão grandes quanto 6 milhões de milhas (9,5 milhões de quilômetros) de largura. (Para efeito de comparação, a distância entre a Terra e o Sol é de aproximadamente 93 milhões de milhas ou 150 milhões de quilômetros). Tornados são ainda difíceis de simular: pequenos demais para estudos de ejeção de massa coronal, mas grandes demais para detectores de campos magnéticos e partículas de plasma.
Os pesquisadores consideraram a resolução do novo estudo “sem precedentes” e incluíram simulações mostrando como os tornados são criados. O sol sempre manda “vento solar“Partículas carregadas viajam através do sistema solar, mas as ejeções de massa coronal viajam mais rápido do que isso.
O estudo mostra que quando ejeções rápidas de massa coronal entram no vento solar mais lento, ondas de partículas que se movem mais rapidamente podem afastar “aglomerados giratórios de plasma, como um limpa-neves que atira neve”. Alguns desses materiais se desintegram muito rapidamente, mas outros persistem na forma de “tornados”.
O estudo diz que uma constelação proposta de quatro espaçonaves poderia detectar esses tornados em vôo. Cientistas da Universidade de Michigan estão liderando a proposta, que veria quatro máquinas voando em uma formação em forma de pirâmide. Cada lado da “pirâmide” tem aproximadamente 200.000 milhas (322.000 quilômetros) de comprimento, que é quase a distância média entre a Terra e a Lua.
O estudo propõe colocar uma nave espacial em cada um dos três cantos da base da pirâmide e organizá-los num plano (uma superfície plana virtual) em torno de L1. O quarto navio é um caso especial. Servirá como um “hub”, localizado fora de L1 e voltado para o sol.
A posição além de L1 é demasiado instável para que a quarta nave espacial utilize combustível para se estabilizar, mas pode utilizar uma vela solar gigante de alumínio com cerca de um terço do tamanho de um campo de futebol. Mas isso pressupõe que o projeto antecessor do conceito de vela, o Solar Cruiser, seja bem-sucedido. NOAA e NASA esperam fornecer serviços de lançamento de compartilhamento de viagens para a espaçonave 2029.
Em teoria, a vela seria grande o suficiente para “capturar fótons suficientes para manter a posição da espaçonave sem queimar combustível”, escreveu a universidade. As autoridades acrescentaram: “Esta configuração permitirá ao SWIFT compreender como o vento solar muda no seu caminho para a Terra, com o seu centro mais próximo do sol, permitindo avisos meteorológicos espaciais 40% mais rápidos”.
A equipe destaca a importância dessas espaçonaves na caça de tornados: “Nossas simulações mostram que os campos magnéticos nesses vórtices podem ser fortes o suficiente para desencadear tempestades geomagnéticas e causar alguns problemas reais”, acrescentou o autor principal Chip Manchester, professor pesquisador de ciências e engenharia climática e espacial na universidade.
