As ejecções de massa coronal (também conhecidas como erupções solares) são uma coisa muito perigosa. Sempre que o Sol emite uma explosão dessas partículas carregadas, pode causar estragos em sistemas elétricos, aeronaves e satélites aqui na Terra. Pior ainda é o dano que pode causar aos astronautas estacionados a bordo da ISS, que não têm a proteção da atmosfera da Terra. Como tal, é óbvio por que os cientistas querem ser capazes de prever melhor esses eventos.
Por esse motivo, o Smithsonian Astrophysical Observatory e o Charles Stark Draper Laboratory - uma organização de engenharia sem fins lucrativos com sede em Cambridge, Massachusetts - estão trabalhando para desenvolver sensores especializados para a sonda solar proposta pela NASA. Lançada em 2018, esta nave espacial voará para a atmosfera do Sol e "tocará" a face do Sol para aprender mais sobre seu comportamento.
Esta espaçonave - conhecida como Solar Probe Plus (SPP) - está atualmente sendo projetada e construída pelo Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins. Uma vez lançado, o SPP utilizará sete flybys da Venus em quase sete anos para diminuir gradualmente sua órbita ao redor do Sol. Durante esse período, ele realizará 24 sobrevôos do Sol e passará para a atmosfera superior do Sol (corona), passando a 6,4 milhões de km (4 milhões de milhas) de sua superfície.
A essa distância, ele viajou 37,6 milhões de km (23,36 milhões de milhas) mais perto do Sol do que qualquer espaçonave da história. Ao mesmo tempo, estabelecerá um novo recorde para o objeto em movimento mais rápido já construído por seres humanos - viajando a velocidades de até 200 km / s (124,27 mi / s). E por último, mas não menos importante, será exposto ao calor e à radiação que nenhuma espaçonave jamais enfrentou, o que incluirá temperaturas superiores a 1371 ° C (2500 ° F).
Como disse Seamus Tuohy, diretor do escritório de programas de sistemas espaciais da Draper, em um comunicado à imprensa da CfA:
"Tal missão exigiria uma espaçonave e instrumentação capaz de suportar extremos de radiação, viagens em alta velocidade e as duras condições solares - e esse é o tipo de programa profundamente familiarizado por Draper e o Observatório Astrofísico Smithsonian".
Além de ser uma novidade histórica, essa sonda fornecerá novos dados sobre a atividade solar e ajudará os cientistas a desenvolver maneiras de prever os principais eventos climáticos espaciais - que impactam a vida na Terra. Isso é especialmente importante em uma época em que as pessoas dependem cada vez mais de tecnologia que pode ser impactada negativamente por explosões solares - desde aeronaves e satélites a aparelhos e dispositivos elétricos.
De acordo com um estudo recente da Academia Nacional de Ciências, estima-se que um grande evento solar hoje possa causar danos de dois trilhões de dólares apenas nos EUA - e lugares como a costa leste ficariam sem energia por até um ano. Sem eletricidade para fornecer aquecimento, serviços públicos, luz e ar condicionado, o número de mortos por esse evento seria significativo.
Dessa forma, desenvolver sistemas avançados de alerta que possam prever com segurança quando uma ejeção de massa coronal está chegando não é apenas uma questão de prevenção de danos, mas também de salvar vidas. Como Justin C. Kasper, o principal pesquisador do Observatório Astrofísico Smithsonian e professor de ciência espacial da Universidade de Michigan, disse:
“[Além] de responder a perguntas científicas fundamentais, a intenção é entender melhor os riscos que o clima oferece aos modernos sistemas de comunicação, aviação e energia nos quais todos confiamos. Muitos dos sistemas em que confiamos no mundo moderno - nossas telecomunicações, GPS, satélites e redes de energia elétrica - poderiam ser interrompidos por um longo período de tempo se uma grande tempestade solar ocorresse hoje. O Solar Probe Plus nos ajudará a prever e gerenciar o impacto do clima espacial na sociedade. ”
Para esse fim, o SPP tem três grandes objetivos científicos. Primeiro, procurará rastrear o fluxo de energia que aquece e acelera a coroa solar e o vento solar. Segundo, seus pesquisadores tentarão determinar a estrutura e dinâmica dos campos de plasma e magnético como fonte do vento solar. E por último, explorará os mecanismos que aceleram e transportam partículas energéticas - especificamente elétrons, prótons e íons hélio.
Para isso, o SPP será equipado com um conjunto avançado de instrumentos. Um dos mais importantes é o construído pelo Observatório Astrofísico Smithsonian, com o apoio técnico de Draper. Conhecida como a Faraday Cup - e nomeada em homenagem aos famosos cientistas eletromagnéticos Michael Faraday - este dispositivo será operado pela SAO e pela Universidade de Michigan em Ann Arbor.
Projetado para suportar interferências de radiação eletromagnética, o Farady Cup medirá a velocidade e a direção das partículas carregadas do Sol e será apenas dois posicionados fora do escudo protetor solar do SPP - outro componente crucial. Medindo 11,43 cm (4,5 polegadas) de espessura, esse escudo de composição de carbono garantirá que a sonda possa suportar as condições extremas ao conduzir seus muitos sobrevôos pela coroa do Sol.
Naturalmente, a missão apresenta vários desafios, entre os quais o de capturar dados enquanto opera em um ambiente extremo e durante viagens em velocidades extremas. Mas a recompensa certamente valerá a pena. Durante anos, os astrônomos estudaram o Sol, mas nunca de dentro da atmosfera do Sol.
Ao voar através do local de nascimento das partículas solares de maior energia, o SPP está definido para avançar nossa compreensão do Sol e a origem e evolução do vento solar. Esse conhecimento pode não apenas nos ajudar a evitar uma catástrofe natural aqui na Terra, mas também ajudar a promover nosso objetivo de longo prazo de explorar (e até colonizar) o Sistema Solar.
