A NASA lançou com sucesso duas missões de foguetes de sondagem do Alasca para investigar a poderosa eletricidade por trás da Aurora Boreal. O Black and Diffuse Aurora Science Surveyor e a Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science Mission, conhecida como GNEISS (pronuncia-se “nice”), ambos lançados a partir da área de pesquisa Poker Flats perto de Fairbanks.
O Black and Diffuse Aurora Science Surveyor foi lançado às 3h29 AKST (7h29 EDT) em 9 de fevereiro e subiu para cerca de 224 milhas (360 quilômetros). A investigadora principal Marilia Samara relata que todos os instrumentos, incluindo a demonstração da tecnologia, estão a funcionar conforme planeado e a missão está a devolver dados de alta qualidade.
Posteriormente, a missão de foguete duplo GNEISS conduziu lançamentos consecutivos dramáticos em 10 de fevereiro às 1h19h00 e 1h19h30 AKST (5h19h00 e 5h19h30 ET). A altitude máxima do foguete é de aproximadamente 198,3 milhas (319,06 quilômetros) e 198,8 milhas (319,94 quilômetros), respectivamente. A pesquisadora principal, Christina Lynch, disse que a estação terrestre, a subcarga e a lança de instrumentos estão funcionando conforme o esperado e a equipe está satisfeita com o lançamento e os dados coletados até agora.
Como as Luzes do Norte formam um circuito
Quando as auroras iluminam o céu noturno, elas são alimentadas por elétrons que fluem do espaço para a atmosfera superior da Terra. Essas partículas carregadas fornecem energia aos gases da atmosfera, fazendo-os brilhar. É semelhante à corrente que passa por um fio que alimenta uma lâmpada.
Mas o processo não termina quando o brilho aparece. A eletricidade circula. Assim como uma lâmpada faz parte de um circuito elétrico completo, a aurora é apenas uma estação num circuito maior. Se os elétrons fluírem para a atmosfera, eles também deverão retornar ao espaço para completar o circuito.
O feixe de partículas que chega é relativamente focado, como uma corrente elétrica fluindo através de um fio. Contudo, os fluxos de retorno são mais dispersos. Quando uma aurora é acesa, os elétrons se espalham em muitas direções. Seu movimento é determinado por colisões, mudanças nos ventos, diferenças de pressão e mudanças nos campos elétricos e magnéticos. Eventualmente, eles conseguiram voltar ao espaço, mas não antes de viajar através da atmosfera superior em mudança.
GNEISS constrói digitalização 3D da Aurora Electric
Para compreender verdadeiramente como funcionam as auroras, os cientistas precisam de compreender como esta corrente de retorno fecha um circuito. Isto significa mapear as muitas rotas possíveis que a eletricidade pode percorrer no céu, o que é extremamente desafiador.
“Não estamos apenas interessados em saber para onde vai o foguete”, disse Kristina Lynch, investigadora principal da GNEISS e professora do Dartmouth College, em New Hampshire. “Queremos saber como a corrente desce pela atmosfera.”
Lynch projetou objetos de gnaisse para responder a essa pergunta. A missão utilizou dois foguetes e uma rede coordenada de receptores terrestres para construir uma imagem tridimensional do ambiente elétrico da aurora.
“É essencialmente como fazer uma tomografia computadorizada do plasma auroral”, disse Lynch.
Dois foguetes foram lançados lado a lado na mesma aurora, cada um com uma trajetória de voo ligeiramente diferente. Uma vez lá dentro, cada foguete libera quatro subcargas para fazer medições em vários pontos dentro da área brilhante.
À medida que o foguete voa, ele transmite sinais de rádio através do plasma circundante para receptores no solo. O plasma altera esses sinais à medida que passa, da mesma forma que o tecido corporal altera os raios X durante uma tomografia computadorizada médica. Ao analisar essas mudanças, os cientistas podem determinar a densidade do plasma e onde a corrente elétrica pode fluir. O resultado foi uma enorme tomografia computadorizada de Aurora.
Por que mapear fluxos aurorais é importante para o clima espacial
Compreender essas correntes é mais do que apenas resolver um quebra-cabeça de física. As correntes aurorais controlam como a energia do espaço é distribuída na atmosfera superior da Terra. À medida que as correntes oceânicas se espalham, aquecem a atmosfera, agitam os ventos e criam turbulência que afeta os satélites que passam pela área.
Os pesquisadores há muito confiam em instrumentos terrestres para estudar as auroras. A missão do satélite EZIE da NASA, lançada em março de 2025, medirá as correntes aurorais em órbita. Ao combinar observações de satélite, imagens terrestres e medições diretas de foguetes de sondagem, os cientistas podem examinar o sistema de vários ângulos simultaneamente.
“Se pudéssemos no local As medições são combinadas com imagens terrestres e então podemos aprender a interpretar as auroras”, disse Lynch.
Investigando auroras negras e reversões atuais
O foguete GNEISS não esteve sozinho neste evento de lançamento. Auroras Negras e Difusas Os pesquisadores científicos concentram-se em áreas escuras incomuns dentro da aurora, chamadas auroras negras. Esses pontos vazios podem marcar áreas onde a corrente inverte repentinamente a direção.
A missão é a segunda tentativa após uma tentativa de voo em 2025 ter sido adiada devido às condições meteorológicas e científicas. Com este lançamento bem sucedido, os investigadores têm agora novos dados para estudar como estas misteriosas manchas escuras se encaixam no circuito auroral mais amplo.
Auroras são formadas onde o espaço e a atmosfera da Terra interagem. Corrente elétrica, fluxos de partículas carregadas e inúmeras colisões se combinam para criar essas exibições brilhantes. Foguetes sonoros oferecem uma rara oportunidade de voar diretamente sobre eles, colocando instrumentos exatamente onde a ação está ocorrendo. Através de missões breves, mas cronometradas com precisão, a NASA está a transformar flashes de luz fugazes em conhecimentos mais profundos sobre como o clima espacial molda a atmosfera superior da Terra.
