Uma imagem espetacular de Andre Kuipers, a bordo da ISS. A Via Láctea e as Luzes do Sul, ou Aurora Australis. Andre tirou esta foto em 1 de março de 2012, durante sua missão de longa duração para a ISS, PromISSe. Crédito:ESA / NASA
Algumas das fotos mais maravilhosas tiradas por astronautas do espaço são de auroras dançando sobre nosso planeta. Agora, as fotos são mais do que belas imagens, graças a um projeto da ESA que as torna utilizáveis cientificamente.
Aurora oferece um meio visual de estudar o clima espacial, as condições nas regiões superiores de nossa atmosfera. Essas telas coloridas são produzidas quando partículas eletricamente carregadas do Sol no vento solar são canalizadas ao longo das linhas do campo magnético da Terra e atingem átomos no alto da atmosfera.
Assim como o Sol é fundamental para o clima na Terra, atividade solar influencia o clima espacial, que por sua vez pode interferir nas transmissões de rádio, satélites e até mesmo nosso fornecimento de eletricidade.
Os cientistas estudam o clima espacial e a aurora usando satélites como o Cluster da ESA e o Proba-2, mas também por meio de uma rede de câmeras no solo. Essas câmeras são frequentemente obscurecidas por nuvens ou neve e a cobertura do hemisfério sul é ruim porque não há muita terra nas melhores latitudes para observar a aurora.
Fotos tiradas da Estação Espacial Internacional podem fornecer contexto e adicionar informações, melhorando as estimativas da altura e do comprimento da aurora. Alguns chegam a 500 km de altura - o que significa que a estação às vezes passa direto por eles.
O astronauta da ESA Tim Peake tirou esta imagem da Estação Espacial Internacional durante a sua missão Principia de seis meses. Ele comentou:"A ISS acabou de passar direto por uma espessa névoa verde da aurora ... assustador, mas muito bonito.". Crédito:ESA / NASA
Primeiro, as imagens precisam ser transformadas em algo que os cientistas possam usar. O mais importante é saber a hora exata e para onde a câmera estava apontando.
As imagens são baixadas na resolução mais alta e pixels de câmera defeituosos da radiação cósmica são removidos. O software corrige a distorção da lente da câmera.
Assim como os exploradores do século 19 antes da existência dos satélites de navegação, A equipe da ESA olhou para as estrelas como referência, usando software para identificar as estrelas na imagem, e a partir daí calcule a posição precisa de cada pixel e sua escala.
Último, o tempo da imagem é determinado ligando as cidades às suas localizações calculadas e ao horizonte.
O engenheiro de software e jovem estagiário da ESA Maik Riechert, quem trabalhou no projeto, explica:"As imagens ideais para processamento são fotos que mostram a Terra e as estrelas com o horizonte logo acima do meio."
Astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional tiraram dezenas de milhares de fotografias aurorais em alta resolução temporal (1s) e espacial (≈10 ″ / px) como a mostrada acima. Seu uso em pesquisas é limitado, pois muitas vezes carecem de uma orientação precisa, escala, e informações de carimbo de data / hora. O objetivo do projeto de Georreferenciamento Automático de Fotografia Auroral de Astronauta é reconstruir esses dados com a maior precisão possível para imagens contendo um campo estelar claro. A saída final é então a latitude e longitude de cada canto de pixel em uma altura de emissão assumida selecionável. Crédito:ESA
Juntando tudo
Quando todas as imagens são processadas, os vídeos com lapso de tempo oferecem uma maneira de verificar se o processo ocorreu sem problemas. Qualquer tremulação ou alteração no rastreamento de estrelas aparecerá no vídeo final, portanto, uma execução tranquila prova que as imagens individuais estão prontas para análise.
Agora é a vez dos cientistas que podem usar as informações extras em suas pesquisas. Encontre o conjunto de dados completo na página de georreferenciamento automático da fotografia auroral de astronautas. Um artigo que descreve o método está disponível aqui.
Andrew Walsh da ESA, gerente deste projeto, conclui "Este projeto mostra que nada é desperdiçado e você pode obter ciência útil de fontes incomuns."
