doi.org/10.1038/s41593-024-01696-2
Credibilidade: 989
#Satélite
A missão ICON da NASA melhorou nossa compreensão do impacto da ionosfera na tecnologia ao estudar suas interações com a Terra e o clima espacial, preparando o cenário para a exploração científica contínua
A missão ICON da NASA estudou a camada mais externa da atmosfera da Terra, chamada ionosfera.
A ICON forneceu insights críticos sobre a interação entre o clima espacial e o clima da Terra. A missão reuniu detalhes sem precedentes do brilho atmosférico, mostrou uma relação entre os íons da atmosfera e as linhas do campo magnético da Terra e forneceu a primeira observação concreta para confirmar o dínamo ionosférico da Terra, há muito teorizado.
Quase um ano após a ICON ter cumprido sua missão principal, a comunicação foi perdida em novembro de 2022 por razões pouco claras. A NASA concluiu formalmente a missão após vários meses de solução de problemas e não conseguiu recuperar o contato.
Visão geral da missão:
Depois de contribuir para muitas descobertas importantes sobre a fronteira entre a atmosfera da Terra e o espaço, uma área onde o clima espacial pode interferir tanto nos satélites quanto nos sinais de comunicação, a missão ICON (Ionospheric Connection Explorer) da NASA chegou ao fim. A missão foi lançada em outubro de 2019 e concluiu seus objetivos de missão de dois anos em dezembro de 2021, antes de passar operando como uma missão estendida por mais um ano.
A missão ICON realmente fez jus ao seu nome,- disse Joseph Westlake, diretor da divisão de heliofísica na sede da NASA em Washington. A ICON não apenas completou e excedeu com sucesso seus objetivos primários de missão, como também forneceu insights críticos sobre a ionosfera e a interação entre o clima espacial e terrestre.-
Investigações ionosféricas:
A espaçonave ICON orbitou em uma parte da camada mais externa da atmosfera do nosso planeta, chamada ionosfera, onde estudou quais eventos impactam a ionosfera, incluindo o clima da Terra de baixo e o clima espacial de cima. A ionosfera é o limite mais baixo do espaço, localizado entre 55 milhas a 360 milhas acima da superfície da Terra. É composta por um mar de partículas que foram ionizadas: uma mistura de íons carregados positivamente e elétrons carregados negativamente, chamados plasma.
Esta fronteira do espaço é uma região dinâmica e movimentada, lar de muitos satélites, incluindo a Estação Espacial Internacional, e é um canal para comunicações de rádio e sinais de GPS. Tanto os satélites quanto os sinais podem ser interrompidos pelas interações complexas do clima terrestre e espacial, portanto, estudar e entender a ionosfera é crucial para entender o clima espacial e seus efeitos em nossa tecnologia.
Vídeo explicando as características da ionosfera, a camada mais externa da atmosfera da Terra. É o lar da aurora, da Estação Espacial Internacional, de uma variedade de satélites e ondas de comunicação de rádio. Crédito: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab/Krystofer Kim
Dados e descobertas inovadores:
A missão ICON capturou dados sem precedentes sobre a ionosfera com medições diretas do gás carregado em seus arredores imediatos, juntamente com imagens de uma das características mais impressionantes da ionosfera, o brilho atmosférico.
O ICON rastreou as faixas coloridas conforme elas se moviam pela ionosfera. O brilho atmosférico é criado por um processo semelhante ao que cria a aurora. No entanto, o brilho atmosférico ocorre em todo o mundo, não apenas nas latitudes norte e sul, onde as auroras são normalmente encontradas. Embora o brilho atmosférico seja normalmente fraco, os instrumentos do ICON foram especialmente projetados para capturar até mesmo o brilho mais fraco, a fim de construir uma imagem da densidade, composição e estrutura da ionosfera.
Ao medir o desvio Doppler, os sensores de imagem do ICON também detectaram o movimento da atmosfera enquanto ela brilhava. É como medir a velocidade de um trem detectando a mudança no tom de sua buzina, mas com luz, – disse Thomas Immel, líder da missão ICON na Universidade da Califórnia, Berkeley. A missão foi projetada especificamente para realizar essa medição tecnicamente difícil.
Compreensão científica aprimorada
A visão abrangente da atmosfera superior da missão ICON forneceu dados valiosos para os cientistas desvendarem nos próximos anos. Por exemplo, suas medições mostraram como a erupção vulcânica Hunga Tonga-Hunga Ha’apai de 2022 interrompeu as correntes elétricas na ionosfera.
O ICON conseguiu capturar a velocidade da erupção vulcânica, permitindo-nos ver diretamente como ela afetou o movimento de partículas carregadas na ionosfera,- disse Immel. Este foi um exemplo claro da conexão entre o clima tropical e a estrutura ionosférica. O ICON nos mostrou como as coisas que acontecem no clima terrestre têm uma correlação direta com eventos no espaço.-
Avanços tecnológicos e científicos:
Outro avanço científico foram as medições do ICON do movimento de íons na atmosfera e sua relação com as linhas do campo magnético da Terra. Foi realmente único,- disse Immel. As medições do movimento de íons na atmosfera pelo ICON foram cientificamente transformadoras em nossa compreensão do comportamento na ionosfera.-
Com a ajuda do ICON, os cientistas entendem melhor como essas interações conduzem um processo chamado dínamo ionosférico.
O dínamo, que fica na parte inferior da ionosfera, permaneceu um mistério por décadas porque é difícil de observar.
O ICON forneceu a primeira observação concreta dos ventos que alimentam o dínamo e como isso influencia o clima espacial. Ventos terrestres imprevisíveis movem o plasma ao redor da ionosfera, enviando as partículas carregadas para o espaço ou despencando em direção à Terra. Este cabo de guerra eletricamente carregado entre a ionosfera e os campos eletromagnéticos da Terra atua como um gerador, criando campos elétricos e magnéticos complexos que podem afetar tanto a tecnologia quanto a própria ionosfera.
Ninguém nunca tinha visto isso antes,- disse Immel. A ICON finalmente e conclusivamente forneceu confirmação experimental da teoria do dínamo eólico.-
Conclusão da missão e legado:
Em 25 de novembro de 2022, a equipe da ICON perdeu contato com a espaçonave. A comunicação com a espaçonave não pôde ser estabelecida, mesmo após executar uma reinicialização do ciclo de energia usando um temporizador de perda de comando integrado. Embora a espaçonave permaneça intacta, outras técnicas de solução de problemas não conseguiram restabelecer o contato entre a espaçonave ICON e os operadores da missão.
O legado da ICON viverá por meio do conhecimento inovador que forneceu enquanto estava ativo e do vasto conjunto de dados de suas observações que continuarão a produzir nova ciência,- disse Westlake. A ICON serve como base para novas missões que virão.-‘,
Publicado em 21/08/2024 17h18
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