Foguete de Sondagem da NASA Faz Primeira Observação em Múltiplos Pontos do Interior de Nuvens que Interrompem o Rádio

Caros entusiastas das atividades espaciais!

Crédito: NASA

Ilustrativo: Um lançamento de foguete de sondagem que testava instrumentos científicos para futuras missões foi realizado com sucesso às 21h16 EDT, em 23 de agosto de 2022, a partir da Wallops Flight Facility da NASA, na Virgínia.

No dia de ontem (02/09), o portal da NASA informou que, no final de agosto passado, um foguete de sondagem da agência realizou a primeira observação em múltiplos pontos do interior de nuvens que interrompem o rádio.

Vejam vocês compatriotas como ter um programa ativo de pesquisa espacial utilizando foguetes de sondagem é importante para as pesquisas em ciências espaciais, até mesmo para a maior agência espacial do mundo. E olhem, amantes do espaço, que esse é apenas um exemplo entre tantos que a NASA e outras agências espaciais do mundo realizam anualmente, tanto nessa área das ciências espaciais quanto no desenvolvimento de novos produtos e tecnologias diversas, o que abrange um leque enorme de oportunidades acadêmicas, privadas e industriais. Todos os países sérios que dispõem de infraestrutura utilizam esses recursos com frequência cada vez maior, devido ao baixo custo.

Já o Brasil, que dispõe de uma infraestrutura completa, envolvendo dois centros de lançamento, foguetes confiáveis e uma equipe mais que preparada para realizar esse tipo de operação, tem um Programa de Foguetes de Sondagens voltado à área de Microgravidade que é uma tremenda piada de mau gosto, conduzido por uma instituição que é um tremendo engodo e por “Cabeças de Ovo” que, na verdade, não estão nem aí para o PEB e muito menos para o Brasil. A agenda deles é outra.

Compatriotas, infelizmente, muitos ainda acreditam em uma mudança de rumo, mas a verdade tem de ser encarada com a seriedade exigida: com essa gente dando as cartas, continuaremos descendo a ladeira, como já dizia a música do saudoso Moraes Moreira: “Lá Vem o Brasil Descendo a Ladeira”.

Bom, de acordo com a nota do portal, bem acima da Terra, finos véus de névoa metálica flutuam pela borda do espaço. Conhecidas como camadas E esporádicas, essas “nuvens” de alta altitude se formam a partir da poeira vaporizada de meteoros que se queimaram, recebendo esse nome pela maneira imprevisível como surgem e depois se dissipam. Agora, novos resultados de um foguete de sondagem da NASA — um foguete de pesquisa suborbital — que levou cinco detectores através de uma dessas camadas simultaneamente revelam, pela primeira vez, uma complexidade inesperada dentro da camada.

Embora invisíveis a olho nu, as camadas E esporádicas se fazem notar nos sinais de rádio dos quais dependemos para comunicações de longa distância. Quando presentes, as camadas E esporádicas podem fazer com que esses sinais ricocheteiem em direções inesperadas, tornando a tecnologia temporariamente pouco confiável.

Os cientistas há muito buscam uma compreensão mais completa dessas nuvens que interrompem o rádio, mas, até recentemente, só haviam conseguido amostrá-las em uma estreita faixa por vez. O foguete, chamado Sporadic E Electrodynamics Demonstration, ou SpEED Demon, lançado a partir da Wallops Flight Facility da NASA, na Virgínia, em 24 de agosto de 2022, demonstrou a primeira observação simultânea e multiponto do interior de uma camada E esporádica. Seus resultados, obtidos por uma equipe liderada pela Embry-Riddle Aeronautical University, são descritos em um novo estudo publicado no Journal of Geophysical Research: Space Physics.

As camadas E esporádicas se formam na ionosfera, uma região da alta atmosfera que começa a cerca de 40 milhas (60 quilômetros) de altitude, onde os gases neutros começam a se transformar em plasma, ou gás ionizado. Algumas das partículas presentes ali vêm de meteoros, que se queimam e deixam para trás vestígios de ferro, magnésio e outros metais. Esses metais ocasionalmente se aglomeram em densas camadas semelhantes a nuvens — as camadas E esporádicas — que refletem ondas de rádio.

Crédito: NASA's Goddard Space Flight Center/ Conceptual Image Lab

Uma ilustração animada mostra as camadas E esporádicas se formando nas porções inferiores da ionosfera, fazendo com que os sinais de rádio sejam refletidos de volta para a Terra antes de alcançarem camadas mais altas da ionosfera.

“As camadas E esporádicas são, em certo sentido, enormes espelhos de ondas de radiofrequência no céu”, disse Aroh Barjatya, investigador principal da missão e professor de física de engenharia na Embry-Riddle, em Daytona Beach, Flórida.

Quando uma camada E esporádica se forma, sinais destinados a viajar para o espaço podem ricochetear de volta em direção ao solo. Controladores de tráfego aéreo e usuários de rádio marítimo podem captar transmissões distantes como se estivessem próximas, e radares que fazem varreduras além do horizonte podem registrar os chamados “fantasmas”, ou alvos falsos. Os efeitos também atingem tecnologias do dia a dia.

“A maior fonte de erro no GPS do seu telefone, por exemplo, vem do plasma na ionosfera, e as camadas E esporádicas podem contribuir para essa incerteza”, disse Henry Valentine, autor principal do estudo, que realizou o trabalho na Embry-Riddle e atualmente é pesquisador no U.S. Naval Research Laboratory.

Como as camadas E esporádicas pairam a cerca de 60 milhas (100 quilômetros) de altitude — alto demais para balões meteorológicos, baixo demais para satélites — e se formam e se dissipam de maneira imprevisível, elas há muito tempo são objeto de estudo dos foguetes de sondagem, que podem ser lançados em curto prazo para capturar uma delas durante sua ocorrência. Mas um único foguete percorre um único trajeto, fazendo medições apenas ao longo de uma linha. Barjatya compara a situação a observar uma cena através de uma fresta em uma parede. Só é possível observar o que está acontecendo ao longo daquela abertura estreita, perdendo o contexto crucial do que quer que esteja ocorrendo à esquerda ou à direita do campo de visão.

A missão SpEED Demon mudou isso. A missão foi a primeira a lançar sondas ejetáveis, chamadas dropsondes, dentro de uma camada E esporádica. Uma vez dentro dela, o foguete liberou quatro dropsondes que se afastaram da carga útil principal e umas das outras, cada uma medindo o plasma ao longo de sua própria trajetória e transmitindo suas medições de volta às estações terrestres. Juntamente com a carga útil principal, as sondas amostraram a camada em um total de cinco pontos ao mesmo tempo.

Crédito: NASA Wallops/Berit Bland

A equipe do SpEED Demon posa com a seção da carga útil durante os testes na NASA’s Wallops Flight Facility.

“Agora, com múltiplos sensores, transformamos essa fresta em uma cerca”, disse Barjatya.

Os dados revelaram uma complexidade surpreendente dentro da camada E esporádica. Em vez de uma camada uniforme e densa, semelhante a uma panqueca, de partículas metálicas, a camada pela qual o SpEED Demon voou parecia irregular e estruturada, moldada por ventos turbulentos que se moviam pelo ar neutro ao seu redor.

“Muitas vezes, você pensa na camada E esporádica como essa única camada de densidade acentuada, mas o que vimos na nossa foi que ela está interagindo com o vento neutro e essas turbulências atmosféricas em espiral”, disse Valentine. “Em vez de uma panqueca plana, ela está mais próxima de um rolo de canela.”

Durante a descida, a camada chegou a se dividir em dois picos distintos. A equipe descobriu que essa forma era consistente com a modulação provocada por ondulações de Kelvin-Helmholtz, a instabilidade ondulatória e curvada que produz padrões de ondas quebrando em nuvens comuns. Como o voo não conseguiu medir diretamente os ventos locais e os campos elétricos, os pesquisadores têm o cuidado de chamar a explicação das ondulações de plausível, e não confirmada.

A missão SpEED Demon foi concebida como uma demonstração tecnológica — um teste para verificar se a técnica das dropsondes funcionaria de fato. Funcionou, e a equipe rapidamente voltou a aplicá-la. A equipe de Barjatya utilizou uma estratégia semelhante com múltiplas sondas para lançar foguetes nas trajetórias do eclipse anular de outubro de 2023 e do eclipse solar total de abril de 2024, estudando como a escuridão repentina perturbou a alta atmosfera. Em junho de 2025, eles lançaram o descendente mais direto do SpEED Demon, o Sporadic-E ElectroDynamics, ou SEED, para dentro de camadas E esporádicas a partir do Atol de Kwajalein, nas Ilhas Marshall, estudando-as em latitudes mais baixas. Os artigos resultantes dessas missões estão em preparação.

Após anos de estudo, as camadas E esporádicas já não são tão imprevisíveis quanto eram no passado. “Elas têm uma sazonalidade, com a maior ocorrência acontecendo no verão local”, disse Barjatya.

As questões sobre como e quando elas se formam estão se tornando cada vez mais detalhadas. A nova metodologia de sensores de foguete multiponto implantáveis, juntamente com medições baseadas em terra, provavelmente levará a uma compreensão ainda mais completa. “A comunidade científica como um todo está agora em sua etapa final para compreender plenamente esses gigantescos espelhos de radiofrequência no céu”, disse Barjatya.

Brazilian Space

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