p Com a promessa sem precedentes que a infraestrutura de radar EISCAT3D apoiada pela UE mantém para a investigação de fenômenos espaciais próximos à Terra, a precisão e a eficiência do sistema são fundamentais. O projeto EISCAT3D_PfP recentemente encerrado demonstrou com sucesso a viabilidade da iniciativa, lançando-o na fase de implementação. p EISCAT3D fornece uma nova infraestrutura de pesquisa poderosa, usando observações de radar para explorar como a atmosfera da Terra está acoplada ao espaço ao redor do planeta, além de fornecer suporte mais amplo para as ciências do sistema solar e da radioastronomia. Usando tecnologia de computador versátil, também ajudará em novas áreas de pesquisa, como medições de micrometeor e imagens de asteróides.

p A fase de implementação recentemente concluída do projeto, apelidado de EISCAT3D_PfP, estabeleceu a abordagem necessária para EISCAT3D fazer seu detalhamento, medições tridimensionais da porção ionizada da parte superior da atmosfera.

p A localização da ferramenta EISCAT3D é em uma região onde o acoplamento entre a atmosfera e o espaço é mais direto e dinâmico, a zona auroral noturna no Ártico Fenno-Escandinavo. Como o coordenador do projeto, Dr. Craig Heinselman explica, “Quando observamos a aurora ou a medimos com instrumentos ópticos, estamos vendo os efeitos de partículas carregadas guiadas em parte pelo campo magnético da Terra, pois eles depositam grandes quantidades de energia e momentum no topo da atmosfera neutra. Embora seja impressionante de ver, é apenas parte da história, porque a energia também vai ionizando a atmosfera. "

p O EISCAT3D permitirá que os cientistas vejam os resultados desta ionização atmosférica e usem os íons e elétrons como marcadores que indicam os processos que os conduzem, como campos elétricos. Espera-se que seguir os fenômenos à medida que eles se desenvolvem leve a uma melhor compreensão de para onde vai a energia, como ele interage com o sistema maior e que impacto isso tem.

p O projeto foi desenhado com radares phased array. Alterando a eletrônica do radar para transmissão e recepção, resulta em uma mudança de direção muito rápida. Se necessário, seu design permite que olhe em uma direção diferente a cada 1/1000 de segundo. Isso contrasta com os radares em forma de prato mais típicos, que só são capazes de olhar em direções diferentes usando grandes e potentes motores elétricos para mover seu hardware de antenas pesadas.

p Adicionalmente, duas das antenas EISCAT3D serão apenas de recepção, o que significa que, além de seguir o movimento rápido do feixe do transmissor, eles serão capazes de olhar em 100 direções diferentes ao mesmo tempo. Isso permite que eles vejam simultaneamente os sinais transmitidos em todas as altitudes, não apenas em uma única altitude, como é o caso de alguns sistemas operacionais atuais.

p Um grande desafio que o projeto EISCAT3D_PfP foi capaz de superar foi ser capaz de desenvolver um sistema com capacidade computacional suficiente para cumprir o brief de design. Como lembra o Dr. Heinselman, "Quando o estudo de projeto foi conduzido, simplesmente não era acessível fornecer 100 feixes estreitos simultâneos na recepção, portanto, o design inicial suportava apenas sete. Felizmente, avanços particularmente na tecnologia de array de portas programáveis ​​em campo, tornou os 100 feixes práticos e acessíveis. "

p Dada a precisão das medições necessárias, outro desafio era construir um sistema cujos relógios internos do computador não gerassem ruído que pudesse sobrecarregar os sinais que ele busca medir. Uma tarefa extremamente complexa, visto que os sinais de recepção do radar, quando combinados, são aproximadamente 20 ordens de magnitude (0,000000000000000001%) menores do que o sinal transmitido. Alcançar este objetivo do projeto exigiu não apenas um design cuidadoso, mas também testes extensivos por parte da equipe do projeto.

p O EISCAT3D_PfP agora demonstrou a viabilidade dos objetivos do projeto EISCAT3D e o lançou na fase de implementação. Prevê-se que os sistemas do EISCAT3D estejam disponíveis para os cientistas até o final de 2021.

p Olhando para o futuro, o Dr. Heinselman diz:"Como o EISCAT3D é um instrumento científico de pesquisa, é difícil dizer com certeza para onde o trabalho levará, mas uma área muito promissora é para os fundamentos científicos que predizem os efeitos do clima espacial. Esses efeitos têm, e certamente continuará a ter, um impacto crescente em uma sociedade cada vez mais dependente de tecnologias baseadas no espaço. "