O Sol não é exatamente plácido, embora pareça bastante calmo nos olhares rápidos que podemos roubar a olho nu. Na realidade, porém, o Sol é um corpo dinâmico e caótico, pulverizando vento solar e radiação e explodindo em grandes placas de plasma. Viver em uma sociedade tecnológica próxima a tudo isso é um desafio.
Principalmente o Sol apenas aquece a Terra. Mas às vezes suas erupções levam a tempestades solares que atingem a Terra. E em nosso mundo eletrificado e globalmente comunicativo, essas tempestades podem causar muitos danos. Potencialmente bilhões de euros em danos somente na Europa, de acordo com a Agência Espacial Européia (ESA). Há coisas que podemos fazer para proteger nossa rede elétrica, sistemas de comunicação e outras infraestruturas das tempestades geomagnéticas causadas pelo sol. Mas precisamos saber quando chegaremos.
Se queremos prever tempestades solares com alguma precisão, temos que observar sua fonte: o Sol. Embora possamos ver o Sol da Terra, o campo magnético da Terra, que realmente trabalha para nos proteger dessas tempestades, é um obstáculo ao monitoramento do Sol. A atmosfera bloqueia os raios-X, raios UV e raios gama do Sol, o que também torna mais difícil observar o Sol em detalhes.
Não é que as observações terrestres do Sol não possam nos falar sobre o comportamento do Sol e tempestades solares iminentes, é apenas que eles não podem fazer isso sozinhos. Satélites dentro da magnetosfera da Terra, mas fora da atmosfera também podem ajudar. Mas eles fazem medições in situ, não fazem previsões.
A ESA está planejando uma missão que nos dará um aviso mais avançado de tempestades perigosas. Para ser mais eficaz, ele deve estar no espaço, longe da magnetosfera da Terra. A missão é chamada Lagrange, e agora a ESA está considerando um par de naves espaciais. Um fica no Lagrangian Point 1 e o outro no Lagrangian Point 5.
Os pontos de Lagrange são locais específicos no espaço em que a força gravitacional da Terra e do Sol se equilibram, e uma espaçonave pode permanecer nessa posição por um longo tempo com o uso mínimo de combustível. Já existem várias naves espaciais em L1 e L2, com mais por vir. (O Telescópio Espacial James Webb será implantado em L2.)
Às vezes, o Sol entra em erupção e emite vastas gotas de material com linhas de campo magnético das ejeções de massa coronal. A maioria desses globs não chega nem perto da Terra; mas, ocasionalmente, alguém nos atinge. E isso causa uma tempestade geomagnética aqui, pois a explosão do Sol sobrecarrega temporariamente a magnetosfera da Terra.
Mas essas tempestades não surgem do nada. Eles começam com condições observáveis ao sol. O Sol tem um ciclo de 11 anos, e a parte desse ciclo com mais atividade solar - e potencial de tempestade - é chamada de máximo solar. Durante o máximo solar, a maioria das tempestades provém de ejeção de massa coronal (CMEs). Em outros momentos do ciclo de 11 anos, as tempestades também são geradas pelas regiões de interação co-rotativas (CIRs).
Qualquer que seja a causa, todas elas vêm do Sol, e prever com mais precisão é para o benefício de todos.
O par de naves funcionaria em conjunto para monitorar o Sol. L1 está no vento solar, em uma posição a montante. As medidas de L1 podem nos dizer sobre o clima espacial que está se aproximando da Terra. A posição L5 nos dá uma espécie de vista lateral das ejeções de massa coronal e isso permite melhores medições da velocidade e direção de um CME. Juntas, as informações significariam melhores previsões.
“Uma das melhores maneiras de observar a mudança rápida da atividade solar é posicionar uma espaçonave dedicada levemente afastada de nossa linha direta com o Sol, para que possa observar o 'lado' de nossa estrela antes de girar à vista”, disse Juha- Pekka Luntama, responsável pelo clima espacial no centro de controle de missões da ESA, Darmstadt, Alemanha.
A sonda L1 mediria o material real da tempestade que se dirigia para a Terra e poderia provar sua velocidade, densidade, temperatura e pressão. Também pode medir a força e a direção do Campo Magnético Interplanetário (FMI), que é a parte do campo magnético do Sol empurrada para o espaço pelo vento solar do Sol. A posição L1 também permite que a sonda observe o disco solar e a coroa, além de medir partículas energéticas do sol.
A posição L5 está 60 graus atrás da Terra, uma vez que orbita o Sol. A sonda L5 olhava as coisas de lado e via o lado do Sol que estava prestes a girar para enfrentar a Terra. Essa espaçonave também seria capaz de observar as nuvens de plasma se propagarem e serem emitidas em direção à Terra.
"O L5 é um excelente local para uma futura missão climática espacial da ESA porque oferece uma visão antecipada do que está acontecendo no Sun", disse Juha-Pekka em um comunicado à imprensa.
"A sonda forneceria dados cruciais que nos ajudarão a detectar as ejeções que chegam à Terra, melhorar nossas previsões da hora de chegada à Terra e fornecer conhecimento avançado das regiões ativas do Sol à medida que elas se tornam visíveis".
Para esta missão, as duas naves espaciais não seriam idênticas. Para cumprir seus papéis científicos, cada um deles precisa de um conjunto diferente de instrumentos. Entre esses instrumentos estão magnetógrafos, parágrafos coronários, imageadores heliosféricos, magnetômetros, espectrômetros, analisadores de plasma e outros.
A missão Lagrange se tornaria parte de uma rede de instalações de observação, tanto no espaço quanto aqui na Terra, dedicada à previsão de tempestades espaciais. Juntos, eles formam a rede de Clima Espacial (SWE) da ESA.
Em um comunicado de imprensa, a ESA afirma que um único evento climático extremo pode gerar até US $ 15 bilhões de euros (US $ 16,2 bilhões). Com aviso prévio, os operadores da rede de energia seriam capazes de se preparar para a tempestade e reduzir os danos e garantir que a eletricidade para instalações críticas como hospitais fosse apenas minimamente interrompida. Os operadores de satélite também se beneficiariam.
A missão está no estágio do conceito de design agora. Especialistas em clima espacial e design de instrumentos de consórcios industriais e científicos da Europa estão trabalhando nisso. A ESA diz que selecionará um projeto de missão dentro de 18 meses.
Mais:
- Comunicado de Imprensa: Missão Lagrange
- Comunicado de imprensa adicional: Missão Lagrange
- Revista Space: As previsões do tempo espacial agora podem dar aos satélites um dia inteiro de aviso quando uma tempestade solar assassina está chegando
