A missão IMAGE recém-redescoberta da NASA forneceu pesquisas importantes sobre aurora
p Uma visão oblíqua da plasmasfera, reconstruído a partir de dados de IMAGEM. Crédito:Estúdio de Visualização Científica do Goddard Space Flight Center da NASA / Tom Bridgman, animador principal
p Em 20 de janeiro, 2018, o astrônomo amador Scott Tilley detectou um sinal inesperado vindo do que ele mais tarde postulou ser o satélite IMAGE da NASA, há muito perdido. que não tinha contato desde 2005. Em 30 de janeiro, A NASA - junto com a ajuda de uma comunidade de cientistas e engenheiros do IMAGE - confirmou que o sinal era de fato da espaçonave IMAGE. Quaisquer que sejam os próximos passos para IMAGEM, os quase seis anos de operação da missão proporcionaram pesquisas robustas sobre o espaço ao redor da Terra que continuam a guiar a ciência até hoje. p Em 25 de março, 2000, A NASA lançou o Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration, ou IMAGEM, missão. Foi a primeira missão a usar átomo neutro, técnicas de imagem de fóton e rádio para produzir em larga escala, medições simultâneas das partículas carregadas que existem no espaço próximo à Terra, ou seja, em nossa magnetosfera, os campos magnéticos que circundam nosso planeta, e sua bolha interna de material frio chamada plasmasfera.
p "IMAGE foi uma máquina de descoberta e uma missão seminal que nos deu uma perspectiva mais ampla sobre o meio ambiente da Terra e sua magnetosfera em constante mudança, "disse Jim Green, diretor de ciência planetária na sede da NASA em Washington, que trabalhou como co-investigador e cientista de projeto adjunto para IMAGE. "Muito da minha carreira como físico magnetosférico foi com IMAGE, e a ciência foi transformadora. "
p Originalmente concebido como uma missão de dois anos, IMAGE foi aprovado duas vezes para continuar suas operações. Mas quando a espaçonave falhou inesperadamente em fazer contato em uma passagem de rotina em 18 de dezembro, 2005, seu mandato promissor parecia ter sido abreviado.
p As investigações sobre as possíveis causas de falha sugeriram que a fonte de alimentação do controlador do transmissor foi desarmada, possivelmente por um raio cósmico de alta energia ou partícula do cinturão de radiação. Foi hipotetizado que passar por uma mudança dramática na energia - como o que acontece quando uma espaçonave experimenta escuridão total durante um eclipse - poderia potencialmente reiniciar a espaçonave. Mas depois que um eclipse de 2007 falhou em induzir uma reinicialização, a missão foi declarada encerrada.
p O IMAGE capturou a aurora do Pólo Sul causada por uma ejeção de massa coronal no outono de 2003. Crédito:Estúdio de Visualização Científica do Goddard Space Flight Center da NASA / Tom Bridgman, animador principal
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Qual era a missão do IMAGE?
p Antes disso, Contudo, IMAGE era uma potência. Os dados coletados durante seus quase cinco anos de operação levaram a cerca de 40 novas descobertas sobre a magnetosfera e plasmasfera da Terra. Muitas dessas descobertas tiveram sua base no átomo neutro energético, ou ENA, imagem, uma nova técnica iniciada pela IMAGEM para tornar o invisível visível.
p A técnica faz uso de alguns fundamentos da física espacial. Partículas com carga elétrica - como os íons que constituem grande parte do plasma na magnetosfera - são ligadas às linhas de campo magnético da Terra, girando em torno deles como um ioiô em uma corda. Mas quando eles colidem com partículas neutras, as partículas carregadas podem roubar os elétrons do neutro em um processo chamado troca de carga, tornando-se neutros.
p Não mais ligado magneticamente, esses átomos energéticos neutros disparam para o espaço em qualquer direção para a qual estavam indo quando ocorreu a colisão. Os instrumentos ENA capturam esses átomos neutros e os usam para construir imagens em grande escala do plasma circundante, semelhante a como as câmeras comuns capturam os raios de luz para criar fotos.
p Em combinação com instrumentos ENA, O IMAGE também usou técnicas de ultravioleta e de imagem de rádio que, juntos, levaram a muitas das realizações mais notáveis do IMAGE. Entre eles está a confirmação da pluma plasmasférica, uma região de partículas de plasma que fluem para trás em direção ao Sol no lado diurno da Terra. Esse refluxo foi previsto por modelos, mas nunca diretamente observado por espaçonaves.
p "É como se você estivesse dirigindo um conversível, "disse Thomas Moore, o cientista da missão para IMAGE, bem como a liderança para o gerador de imagens do átomo neutro de baixa energia (LENA) da nave espacial no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "O ar está correndo contra o carro em uma direção, mas seu cabelo vai explodir em direção ao para-brisa. "
p Plasmasfera e pluma da Terra conforme medido pelo Extreme Ultraviolet Imager da IMAGE. Crédito:Sandel, B. R., et al., Space Sci. Rev ., 109, 25, 2003
p IMAGE produziu imagens em grande escala a cada dois minutos. A rápida cadência de imagens permitiu aos cientistas unir as imagens para criar filmes quadro a quadro que poderiam mostrar a vasta escala de interações de partículas carregadas no espaço próximo à Terra, incluindo aqueles que causam a aurora.
p As missões que haviam voado antes do IMAGE só foram capazes de reunir medições em um único ponto no tempo e no espaço - pegando as partículas pelas quais a espaçonave voou naquele momento, em vez de capturar uma ampla visão panorâmica. Mas essas medições de pontos são difíceis de interpretar.
p "The trouble with a single point measurement is you're always moving around and you're never quite sure if the variation that you see is because you've moved to a different place or because something has changed globally in the system, " Moore said. "I used to liken space physics before IMAGE to trying to study severe storms by driving around with a rain gauge out your window."
p IMAGE drastically changed the playing field. "We suddenly had a camera that could see the whole system, " Moore added.
p But IMAGE didn't just make pretty pictures:It was also the first space science mission to formally include an education and public outreach program (POETRY) as part of its proposal to NASA, specifically setting aside a budget for such activities. Partnering with elementary, middle and high school teachers, IMAGE's science findings were incorporated into lessons and classroom activities.
p While IMAGE's future continues to unfold, its legacy has already proven its worth:The information it gleaned with its wide-range view provides an important complement to missions looking at smaller scales of the magnetosphere, including the highly successful Magnetospheric Multiscale mission, ou MMS, launched in March 2015 and currently in orbit.