Sempre há um nascer e um pôr do sol acontecendo em algum lugar do nosso planeta. Em breve, o mais recente CubeSat da ESA - voando a bordo do lançador europeu Vega nesta sexta-feira - estará de olho. A missão PICASSO em miniatura usará a filtragem da luz solar pela atmosfera da Terra para verificar a saúde de nossa camada protetora de ozônio.

Os CubeSats são satélites em miniatura construídos a partir de caixas padronizadas de 10 cm. O PICo-satélite para observações atmosféricas e espaciais, ou PICASSO, desenvolvido para a ESA pelo Instituto Belga de Aeronomia Espacial (BISA), é um CubeSat de '3 unidades' com duas cargas científicas. Ele hospeda um espectrômetro de redução para monitorar a atmosfera, bem como sondas de amostragem (chamadas 'SLP') para medir o plasma espacial em torno do nanosatélite.

"PICASSO é um experimento, basicamente, "explica o cientista do projeto Didier Fussen, chefia o Departamento de Radiação Solar do BISA. "Pode um instrumento que fornece medições científicas válidas da camada de ozônio, que é um parâmetro vital para a saúde da vida na Terra, ser acomodado em uma plataforma do tamanho de uma caixa de sapatos?

"A resposta acabou sendo sim. Para que isso aconteça, trabalhamos com nossos parceiros AAC Clyde Space na Escócia que construíram nosso CubeSat, e a VTT Finlândia, que nos forneceu um espectrômetro adequadamente dimensionado.

"Enquanto isso, colegas do BISA contribuíram com um quarteto de sondas Langmuir caseiras para aproveitar esta oportunidade de voo. Estendendo-se dos painéis solares do nanosatélite, essas sondas 'SLP' irão amostrar variações no plasma espacial ao longo da órbita de PICASSO, abrindo uma nova janela sobre o clima espacial.

"Os outros elementos essenciais para a missão foram o apoio financeiro da BELSPO, o Escritório de Política Científica da Bélgica, a Agência Espacial do Reino Unido e a Loteria Nacional da Bélgica, bem como o apoio técnico da ESA:CubeSats são de pequena escala, e usar peças de prateleira comerciais para aumentar a acessibilidade, mas, para fins científicos, sua complexidade geral está começando a se aproximar de uma missão de tamanho padrão. "

Algo no ar

Focado no estudo da alta atmosfera, A BISA contribuiu com instrumentos para muitos outros satélites ao longo dos anos, em particular, ao propor a próxima missão Altius da ESA Earth Watch, que monitorará a camada de ozônio e a atmosfera superior em uma banda espectral muito mais ampla, mas PICASSO é a primeira missão CubeSat do Instituto.

O ímpeto para o monitoramento global de ozônio a partir de instrumentos espaciais remonta a meados da década de 1980, e a descoberta surpreendente de um buraco na camada de ozônio por cientistas da Antártica, posteriormente confirmado por dados de satélite. A descoberta de que a camada de ozônio estava sendo erodida por gases produzidos pelo homem era uma má notícia porque desempenha um papel vital na proteção da vida contra a radiação ultravioleta prejudicial.

Em reação, em paralelo ao banimento internacional dos gases 'clorofluorocarbono' responsáveis, uma nova geração de instrumentos de monitoramento de ozônio foi projetada e lançada, muitos dos quais o BISA contribuiu. Por exemplo, O satélite ambiental Envisat, lançado em 2002 pela ESA, sozinho transportava três dessas sondas atmosféricas.

"O resultado foi uma espécie de era de ouro para o monitoramento de ozônio com uma boa resolução vertical, "acrescenta o Dr. Fussen, “mas isso agora está chegando ao fim, pois a maioria das missões chega ao fim de suas vidas. Portanto, o PICASSO servirá como um demonstrador da capacidade dos pequenos satélites de realizar o monitoramento da composição atmosférica.

"As tendências atuais sugerem que o buraco na camada de ozônio está gradualmente se estabilizando ou se recuperando, mas não podemos simplesmente esperar o melhor, "diz Didier." A dinâmica atmosférica tem uma grande variabilidade natural ano após ano, o que exige observação contínua. "

O espectrômetro PICASSO opera com base no método de ocultação solar, uma versão sofisticada de 'detectar a diferença'. Ele compara as assinaturas espectrais da luz do sol refletida na atmosfera com a luz do sol que vem diretamente do espaço para realizar o mapeamento vertical dos perfis de concentração de ozônio.

Observando o nascer e o pôr do sol duas vezes por órbita, o CubeSat também tentará um método experimental de medição da temperatura da alta atmosfera. Didier explica:"À medida que visualizamos o disco solar, vamos medir como ele foi comprimido pelo efeito de lente da refração atmosférica, tornando-o menor e menos circular. A partir desta 'variação angular de tamanho', é possível calcular a densidade do ar em grandes altitudes, e disso deriva sua temperatura. "

O dispensador de Small Spacecraft Mission Service (SSMS) da Vega oferece oportunidades de lançamento para vários satélites de luz com uma massa total que varia de 0,2 kg CubeSats a 400 kg minissatélites.

O SSMS tem um design modular leve compreendendo uma parte inferior e superior, cada uma com acessórios que podem ser usados ​​para acomodar uma variedade de configurações de satélites dependendo dos requisitos.