p A partir do solo, a dança das luzes do norte, ou aurora borealis, pode parecer pacífico. Mas essas folhas cintilantes de luzes coloridas são o produto de violentas colisões entre a atmosfera da Terra e as partículas do sol. p As belas luzes são apenas o produto visível dessas colisões - a energia cinética e térmica liberada, invisível a olho nu, não são menos importantes. Compreender a contribuição que a aurora faz para a quantidade total de energia que entra e sai do sistema geoespacial da Terra - conhecido como forçamento auroral - é um dos principais objetivos do experimento de foguete ascendente da Zona Auroral financiado pela NASA, ou AZURE. Quanto mais aprendemos sobre auroras, quanto mais entendemos sobre os processos fundamentais que conduzem o espaço próximo à Terra, uma região que é cada vez mais parte do domínio humano, casa não apenas para os astronautas, mas também para comunicações e sinais de GPS que podem afetar aqueles de nós em terra diariamente.

p AZURE é a primeira de oito missões de foguetes de sondagem lançadas nos próximos dois anos como parte de uma colaboração internacional de cientistas conhecida como The Grand Challenge Initiative - Cusp. Essas missões serão lançadas a partir das faixas de foguetes Andøya e Svalbard na Noruega para estudar os processos que ocorrem dentro da cúspide polar da Terra - onde as linhas do campo magnético do planeta se dobram para a atmosfera e permitem que as partículas do espaço se misturem com as de origem terrestre - e nas proximidades oval auroral, no qual o AZURE se concentrará.

p O AZURE estudará o fluxo de partículas na ionosfera, a camada eletricamente carregada da atmosfera que atua como interface da Terra com o espaço, focando especificamente nas regiões E e F. A região E, assim chamada pelos primeiros rádios pioneiros que descobriram que a região era eletricamente carregada, e assim poderia refletir ondas de rádio - fica entre 56 e 93 milhas acima da superfície da Terra. A região F reside logo acima dela, entre 93 a 310 milhas de altitude.

p As regiões E e F contêm elétrons livres que foram ejetados de seus átomos pela entrada de energização dos raios do Sol, um processo denominado fotoionização. Após o anoitecer, sem a entrada de energização do Sol para mantê-los separados, elétrons se recombinam com os íons carregados positivamente que deixaram para trás, reduzindo a densidade geral de elétrons das regiões. O ciclo diário de ionização e recombinação torna as regiões E e F especialmente turbulentas e complexas.

p O AZURE se concentrará especificamente na medição dos ventos verticais nessas regiões, que criam uma sopa de partículas tumultuada que redistribui a energia, momento e constituintes químicos da atmosfera.

p As medições de vento existentes a partir de instrumentos baseados em solo mostram evidências de estruturas significativas em escalas entre 6 e 60 milhas de largura, tanto nos desvios de partículas carregadas quanto nos ventos neutros. Mas por enquanto, as medições científicas in situ dos ventos foram limitadas a um pequeno conjunto de altitudes - e essas medições já não se encaixam com o que teríamos previsto.

p Para entender melhor as forças em jogo, no início de março, a equipe do AZURE lançará dois foguetes de sondagem quase simultaneamente do Centro Espacial Andøya, na Noruega. Esperando para lançar até que as condições estejam certas, os foguetes vão voar para o espaço, fazer medições da densidade atmosférica e temperatura com instrumentos nos foguetes e implantar rastreadores visíveis, trimetil alumínio (TMA) e uma mistura de bário / estrôncio, que ioniza quando exposto à luz solar.

p Essas misturas criam nuvens coloridas que permitem aos pesquisadores rastrear o fluxo de partículas neutras e carregadas, respectivamente. Os rastreadores serão lançados em altitudes de 71 a 155 milhas de altura e não representam perigo para os residentes da região.

p Rastreando o movimento dessas nuvens coloridas por meio de fotografia terrestre e triangulando sua posição momento a momento em três dimensões, O AZURE fornecerá dados valiosos sobre o fluxo vertical e horizontal de partículas em duas regiões-chave da ionosfera em uma faixa de altitudes diferentes.

p Essas medições são críticas se quisermos realmente compreender os efeitos da misteriosa mas bela aurora. Os resultados serão fundamentais para uma melhor compreensão dos efeitos do forçamento auroral na atmosfera, incluindo como e onde a energia auroral é depositada.