p Você não consegue nadar na atmosfera do sol a menos que possa provar que pertence a ela. E o copo Faraday da Parker Solar Probe, um sensor-chave a bordo da missão da NASA de US $ 1,5 bilhão lançada neste verão, ganhou suas listras na semana passada ao suportar testes em uma engenhoca caseira projetada para simular o sol. p O copo irá recolher e examinar o vento solar conforme a sonda passa mais perto do sol do que qualquer objeto anterior feito pelo homem. Justin Kasper, Professor associado de ciências climáticas e espaciais e engenharia da Universidade de Michigan, é o principal investigador da investigação de Elétrons do Vento Solar, Alfas e Prótons (SWEAP).

p A fim de confirmar que a xícara sobreviverá ao calor extremo e à luz da superfície do sol, pesquisadores já torturaram um modelo da xícara Faraday em temperaturas superiores a 3, 000 graus Fahrenheit, cortesia do Oak Ridge National Laboratory's Plasma Arc Lamp. A xícara, construído com metais refratários e isoladores de cristal de safira, excedeu as expectativas.

p Mas o teste final aconteceu na semana passada, em uma engenhoca caseira, Kasper e sua equipe de pesquisa chamam o Simulador de Ambiente Solar. Ao ser explodido com cerca de 10 quilowatts de luz em sua superfície - o suficiente para aquecer uma folha de metal até 1, 800 graus Fahrenheit em segundos - o modelo do copo Faraday funcionou com seus ritmos, escaneando com sucesso um fluxo simulado de vento solar.

p "Assistir o instrumento rastrear o sinal do feixe de íons como se fosse plasma fluindo do sol foi uma prévia emocionante do que veremos com a Parker Solar Probe, "Kasper disse.

p As turbulências na atmosfera solar podem lançar violentamente nuvens de plasma para o espaço, conhecido como ejeções de massa coronal, às vezes diretamente na Terra. Sem medidas de precaução, tais nuvens podem criar oscilações geomagnéticas ao redor da Terra que podem desarmar eletrônicos de satélite, interfere nas comunicações de GPS e rádio e - na pior das hipóteses - pode criar picos de corrente através das redes de energia que podem sobrecarregar e interromper o sistema por longos períodos de tempo, até meses.

p Ao compreender o que constitui a coroa solar e o que impulsiona o constante derramamento de material solar do sol, os cientistas da Terra estarão mais bem equipados para interpretar a atividade solar que vemos de longe e criar um sistema de alerta antecipado melhor. É onde a Parker Solar Probe, com lançamento previsto para 31 de julho, 2018, entra, com seu complemento de experimentos que inclui a xícara Faraday.

p Para testar o modelo do copo, os pesquisadores tiveram que criar algo novo. Seu simulador fica em um laboratório no primeiro andar do Observatório Astrofísico Smithsonian em Cambridge, Massa., e incorpora o ditado de que a necessidade é a mãe da invenção.

p Parece uma sala de cirurgia improvisada, com uma estrutura de metal segurando grossas lonas azuis em torno de três lados, criando um espaço de trabalho de 16x8.

p Dentro da área, a recriação do calor e da luz do sol recaiu sobre um quarteto de projetores IMAX modificados, modelos mais antigos, que a equipe de Kasper comprou no eBay por alguns milhares de dólares cada. Estas não são as máquinas digitais que você encontra nos Cineplexes de hoje, mas uma geração anterior que utilizava lâmpadas.

p "Acontece que uma lâmpada de cinema em um projetor IMAX funciona aproximadamente aos mesmos 5, 700 graus Kelvin - a mesma temperatura efetiva da superfície do sol, "Kasper disse." E emite quase o mesmo espectro de luz que a superfície. "

p O espaço não oferece essencialmente nenhuma atmosfera, o que significa que um ambiente de teste adequado para o copo Faraday teria o mínimo de ar possível. Então, os pesquisadores colocaram o copo em uma câmara de vácuo de metal para teste.

p Assemelhando-se a um pulmão de ferro, a câmara de prata de 2,10 metros de comprimento tem uma escotilha em uma extremidade que se abre para fora e tem uma pequena janela redonda nela. Na noite anterior ao teste, a equipe começou a bombear a atmosfera para fora da câmara de vácuo.

p No momento em que a simulação começou a ser testada, a câmara registrou cerca de um bilionésimo da atmosfera da Terra.

p Todos os quatro projetores IMAX ficam em cima de mesas com rodas, e para se preparar para o teste, pesquisadores os colocaram no lugar, com seus feixes apontados através da janela do tubo de vácuo diretamente para a xícara Faraday.

p O elemento final do simulador é sua capacidade de gerar os tipos de partículas que a xícara Faraday precisará detectar e avaliar. Fazer isso, a equipe conectou uma arma de íons à escotilha do tubo de vácuo, com o "barril" do dispositivo alcançando o interior e apontando para o copo.

p "A arma de íons pega uma bolinha de metal e a aquece, "disse Anthony Case, astrofísica do Harvard Smithsonian Institute for Astrophysics. "Quando fica quente, os íons começam a ferver neste pedaço de metal. Então você o conecta a uma bateria, acelerando os íons para fora da arma. E podemos direcioná-los diretamente para a abertura do copo Faraday, onde serão medidos. "

p Neste teste final, a xícara Faraday pegou o calor e deu certo - colocando a Parker Solar Probe no caminho certo para seu lançamento de verão.

p Kelly Korreck, aluna da U-M e astrofísica do instituto, atua como chefe de operações científicas na investigação do SWEAP de Parker, bem como nas atividades do SWEAP para o Smithsonian.

p "Quanto ao teste de hoje, confirmou o que eu suspeitava - quando você leva uma equipe incrível de cientistas e engenheiros, dê-lhes um complexo, difícil, projeto interessante e a motivação de explorar uma região do universo em que a humanidade nunca esteve, antes que coisas notáveis ​​aconteçam, " ela disse.