p Na próxima década, A NASA tem como objetivo lançar a humanidade em direção à Lua e a Marte - um passo monumental nas viagens espaciais tripuladas. Essa jornada está cheia de desafios e perigos, não muito diferente daqueles enfrentados pelos primeiros exploradores a cruzar o oceano. Contudo, em vez de mares tempestuosos, esses exploradores irão zarpar em meio aos perigos da heliosfera - o ambiente magnético que emana do sol e abrange o sistema solar. Os riscos de viajar por este reino dependem, em última análise, do quão bem podemos entender a dinâmica nele. p "Para chegar a Marte, espaçonaves e humanos ficarão imersos na heliosfera e terão que lutar contra ela, "disse Terry Onsager, cientista do programa na sede da NASA em Washington, D.C. "Esse ambiente pode ser difícil, mas um para o qual estamos prontos. "

p Para navegar com segurança pela heliosfera, Cientistas e missões da NASA vêm mapeando a região há décadas. Resultados recentes, de perto da Terra até longe em todo o sistema solar, estão nos ajudando a criar um caminho seguro para futuros exploradores espaciais no exterior.

p Ficar seguro na rota para Marte

p Conforme os astronautas deixam a bolha magnética protetora ao redor da Terra - a magnetosfera - eles ficam expostos à radiação solar de partículas energéticas prejudicial. Fluindo continuamente para fora da superfície solar, essas partículas energéticas solares, como são conhecidos, pode atingir níveis que podem danificar eletrônicos e prejudicar tecidos vivos no espaço.

p "Periodicamente, erupções solares na superfície do Sol podem gerar enormes aumentos nos ambientes de radiação de partículas energéticas, e quando isso ocorrer, sistemas precisam ser capazes de lidar com isso, "Onsager disse.

p As espaçonaves estão sendo projetadas com equipamentos resistentes à radiação e áreas seguras para os astronautas se esconderem durante as tempestades solares - que podem durar de horas a dias. Além desses títulos de proteção, ter um sistema de alerta confiável é fundamental para a segurança dos astronautas.

p O Observatório Solar Dynamics da NASA - SDO - manteve vigilância constante sobre o sol por oito anos. As imagens que ele faz em luz visível e ultravioleta permitem que os cientistas monitorem continuamente as condições da superfície e entendam que atividade pode estar agitando logo abaixo, pronto para emergir. Assim que uma erupção é vista na superfície do sol, Os astronautas podem receber um aviso com cerca de meia hora de antecedência antes que a radiação que chega atinja os níveis máximos. Embora isso dê aos astronautas algum tempo para agir, em última análise, melhorias na previsão do tempo espacial são necessárias para fornecer um aviso mais avançado.

p Melhorar a previsão do tempo espacial

p A previsão do tempo espacial - o vento solar ondulante e as partículas energéticas solares que ele carrega - não é diferente da previsão do tempo terrestre. Tudo começa com a observação do sol - o que a SDO e outras missões heliofísicas da NASA fazem 24 horas por dia. Os dados sobre a atividade do sol são então inseridos em modelos de computador baseados na física que fazem previsões estatísticas sobre a probabilidade de uma erupção solar. Isso permite que os cientistas avisem quando tal evento ocorrer.

p "Prevendo fenômenos climáticos espaciais, seja na Terra ou no espaço profundo, é muito, muito complexo, "disse Jingnan Guo, heliofísico da Universidade de Kiel na Alemanha. "Temos que considerar escalas da distância Sol-Terra - cerca de 93 milhões de milhas, em que as ondas e o material em erupção se propagam pelo espaço - abaixo de alguns metros, em que escala você vê a turbulência e a cinemática das partículas. "

p A partir de agora, nossa compreensão da dinâmica complexa em jogo na heliosfera é incompleta, tornando as previsões difíceis; os melhores modelos ainda estão nos estágios iniciais de desenvolvimento. Os cientistas que modelam o clima espacial dependem das muitas missões heliofísicas da NASA para melhorar suas previsões.

p "Se você tiver apenas um ponto de observação, é muito difícil de modelar ou mesmo, as vezes, interpretar os dados. Se você tiver vários pontos, do que você pode restringir seu modelo e certificar-se de que as teorias subjacentes são capazes de reproduzir esse evento, "disse Leila Mays, um cientista do clima espacial no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

p Ano passado, um forte evento de partícula energética solar foi observado por várias missões da NASA. Os resultados, que registram o primeiro evento de partícula visto ao nível do solo em Marte e na Terra, foram publicados recentemente no jornal Clima Espacial . Neste evento, partículas de alta energia aceleradas por um choque intenso conduzido por uma ejeção de massa coronal - uma explosão violenta na superfície solar que expele gás e partículas energéticas - foram detectadas pela primeira vez quando deixaram o sol com SDO. Os cientistas usaram instrumentos e modelos baseados no solo para rastrear como o material se movia pela heliosfera e para medir sua intensidade ao chegar à Terra e Marte.

p Essas observações multiponto são essenciais para a compreensão de como as partículas lançadas pelo Sol viajam através do sistema solar. Este conhecimento de como a radiação se espalha, em última análise, ajuda a melhorar os modelos - dando aos astronautas um aviso mais avançado de eventos climáticos espaciais potencialmente perigosos.

p "Embora este seja o maior evento de partícula energética solar que observamos na superfície de Marte, não teria sido perigoso para os astronautas de lá, "disse Guo, quem é o autor do artigo. "Contudo, eventos de partículas de energia solar muito maiores são possíveis e esse evento nos ajuda a entender como isso pode ser. "

p Os cientistas continuarão a estudar o clima espacial da Terra com instrumentos terrestres, bem como a frota heliofísica de espaçonaves da NASA, mas as missões futuras fornecerão novos pontos de vista.

p "Em última análise, mais dados são necessários e esperamos obter alguns da Parker Solar Probe, já que está indo tão perto do sol, onde essas partículas prejudiciais são aceleradas a altas energias, "Disse Mays." Temos suposições de como funciona essa aceleração que entram nos modelos, mas as medições de Parker realmente ajudariam a melhorar nossas teorias. "

p Já, o Instrumento Detector de Avaliação de Radiação a bordo do Curiosity Rover tem medido a radiação de alta energia na superfície marciana - dados que estão ajudando os cientistas a entender a quantidade de radiação à qual os humanos serão expostos ao visitar o planeta vermelho. O Programa de Satélite Geoestacionário Operacional Ambiental conjunto da NASA e da NOAA tem medido medições de partículas energéticas para astronautas atuais desde os anos 1980. Instrumentos para estudar a radiação de partículas também estarão a bordo de voos futuros e da Plataforma Orbital Lunar-Gateway, o posto avançado proposto para orbitar a lua.

p "Os futuros veículos de exploração humana no espaço profundo fornecem não apenas a capacidade de proteger a tripulação a bordo, mas simultaneamente fazer novos experimentos científicos, "disse Antti Pulkkinen, cientista do Goddard Space Flight Center da NASA. "Eles servirão a este duplo propósito."

p Essas medições irão beneficiar mais do que apenas a previsão do tempo espacial. Eles também nos ajudarão a entender as coisas mais próximas de casa - como a lua.

p Nova visão na lua

p Retornar à lua sem dúvida abrirá novas portas para a compreensão de nosso vizinho mais próximo no espaço. Afinal, foi só quando pisamos na lua que fomos capazes de entender suas origens. Hoje ainda estamos descobrindo coisas novas e missões da NASA como o Acceleration, Reconexão, Turbulência, e Eletrodinâmica da interação da lua com o sol - ARTEMIS - estão revelando novos insights sobre a tênue atmosfera da lua.

p A lua é, na verdade, não sem ar. Tem uma fina camada atmosférica - a exosfera - composta principalmente de hidrogênio, hélio, néon e argônio, estende-se por cerca de cem milhas acima da superfície. Misturada na borda superior da exosfera está uma camada secundária tênue e efêmera - a ionosfera - criada pela luz solar que energiza átomos na exosfera.

p "A ionosfera é um milhão de vezes menos densa do que a ionosfera da Terra, então é realmente difícil medir diretamente essas partículas carregadas, "disse Jasper Halekas, Cientista da ARTEMIS da Universidade de Iowa em Iowa City, e autor principal de um novo estudo da ionosfera lunar.

p Usando uma nova técnica para analisar dados da ARTEMIS, Halekas e sua equipe foram capazes de medir a ionosfera diretamente. Eles notaram que a ionosfera aumentava a cada lua cheia e se acoplava à ionosfera da Terra - o que significa que as partículas carregadas provavelmente são capazes de viajar para frente e para trás entre as ionosferas dos dois corpos.

p "A presença da lua pode realmente afetar a magnetosfera da Terra, "Halekas disse." Isso pode realmente perturbar o ambiente local. "

p Novas missões à lua permitiriam o estudo da ionosfera e exosfera da superfície, dando-nos uma melhor compreensão desse acoplamento e como nossa atmosfera pode estar ligada à da lua.

p Os novos resultados também podem nos ajudar a entender melhor como as atmosferas são criadas e sustentadas em corpos pequenos.

p "A mesma técnica pode ser aplicada a muitos outros corpos do sistema solar, que deve ter uma atmosfera tênue como a da lua, "Halekas disse." Isso incluiria:luas ao redor dos planetas externos, grandes corpos no cinturão de asteróides, coisas no cinturão de Kuiper, e até mesmo objetos fora do sistema solar. "

p Partindo com confiança

p É difícil prever as descobertas que serão feitas durante as viagens da humanidade para a lua e Marte, embora certamente sejam inumeráveis. O que é certo é o papel principal que a heliofísica terá para nos ajudar a chegar lá. O estudo da heliofísica e do clima espacial é inestimável para proteger nossos astronautas e ativos no espaço. E, sem dúvida, esta jornada através do sistema solar nos ajudará a descobrir novas descobertas sobre a heliosfera que chamamos de lar, tornando as estradas do espaço mais seguras para as futuras gerações de exploradores espaciais.