Um satélite da Força Aérea lançado em órbita esta semana através do foguete Falcon Heavy da SpaceX carrega um instrumento construído por pesquisadores da UMass Lowell para conduzir experimentos no espaço.
O espaço é um lugar hostil e perigoso. Além de temperaturas extremas, alto vácuo e bombardeio de raios cósmicos, também existem partículas de energia extremamente alta - apelidadas de "elétrons assassinos - que podem representar um perigo para a saúde dos astronautas e encurtar a vida útil dos satélites em órbita. Esses elétrons são o assunto da pesquisa conduzida por UMass Lowell por meio do satélite.
"Esses elétrons, viajando quase na velocidade da luz, são capazes de danificar os eletrônicos sensíveis dos satélites e expor os astronautas a altas doses de radiação, "disse UMass Lowell Física Prof. Paul Song do Laboratório de Ciências Espaciais da universidade.
Para ajudar a entender como esses elétrons prejudiciais são gerados e, consequentemente, como eles podem ser mitigados, o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL) concedeu um contrato de três anos a uma equipe de pesquisadores da UMass Lowell liderada por Song para apoiar a missão de Demonstração e Experimentos Científicos da Força Aérea (DSX) aos cinturões de radiação da Terra. O objetivo do DSX é explorar o papel da "interação onda-partícula" na dinâmica desses elétrons assassinos.
O projeto começou há mais de uma década para investigar os possíveis processos físicos envolvidos com os elétrons. A equipe UMass Lowell, então sob a liderança do Professor Emérito Bodo Reinisch, projetou e construiu um transmissor de ondas de rádio espacial de alta potência como parte do Wave Particle Interaction Experiment do DSX. Espera-se que as ondas transmitidas interajam com os elétrons assassinos. O transmissor, que é um dos principais instrumentos a bordo do satélite DSX, enviará transmissões de frequência muito baixa (VLF) para o espaço usando uma longa antena dipolo que mede mais de 260 pés quando implantada.
Durante a missão, os pesquisadores da UMass Lowell ajudarão a operar o transmissor VLF e analisar os dados resultantes no Laboratório de Ciências Espaciais no campus.
"Nosso objetivo é entender melhor o processo de interação onda-partícula, "disse Song.
O satélite DSX lançado do Cabo Canaveral, Flórida, usando um SpaceX Falcon Heavy, o mesmo foguete usado pelo CEO da SpaceX, Elon Musk, para colocar seu manequim Tesla Roadster e Starman em órbita em fevereiro do ano passado. O lançamento bem-sucedido desta semana está entre os mais complicados e difíceis no espaço, já que incluía 24 satélites diferentes, dos quais DSX é o maior e foi o último a implantar. Com o DSX agora em sua órbita pretendida, a implantação e teste de instrumentos, entre os quais o instrumento UMass Lowell construído é o maior, vai demorar semanas.
Além de Song, os outros membros da equipe UMass Lowell incluem o professor de pesquisa Ivan Galkin, quem é graduado pela UMass Lowell; Prof. de pesquisa Jiannan Tu; e a estudante de física Brianna Croteau de Lowell, que também é cadete do ROTC da Força Aérea na UMass Lowell.
"Minha função é participar da análise de dados no Laboratório de Ciências Espaciais para meu projeto final, "disse Croteau, que será comissionado como oficial da Força Aérea depois de se formar no próximo ano. "Ser capaz de fazer pesquisas reais e trabalhar em uma missão espacial real da Força Aérea enquanto ainda sou um graduando e cadete é tão incrível. É ótimo saber que estou fazendo um trabalho real para ajudar a Força Aérea. É um grande trampolim na minha futura carreira militar e é muito gratificante trabalhar e aprender com os especialistas neste projeto. É uma oportunidade incrível e estou muito feliz por poder fazer parte dela. "
Como bons elétrons ficam ruins
Desde 1960, os cientistas sabem que durante uma forte tempestade geomagnética, o vento solar - um fluxo contínuo de alta velocidade de partículas carregadas do sol - impacta e comprime o lado diurno da magnetosfera da Terra, a região ao redor do planeta controlada por seu campo magnético. Algumas dessas partículas tornam-se altamente energizadas no lado noturno da magnetosfera por processos que permanecem sob investigação. Após uma tempestade, os elétrons podem ser energizados até um milhão de elétron-volts ou mais e acelerados até 94 por cento da velocidade da luz, mais de 280, 000 quilômetros por segundo.
O satélite DSX está em uma órbita elíptica que o levará a uma altitude de 6, 000 quilômetros em sua passagem mais próxima e 12, 000 quilômetros no seu ponto mais distante. Isso permitirá que o satélite voe através dos cinturões de radiação Van Allen internos e externos que circundam a Terra enquanto coleta dados valiosos, de acordo com Song. A missão DSX deve durar um ano.
O papel de UMass Lowell na missão DSX é construído sobre o sucesso e a capacidade de engenharia demonstrada por pesquisadores universitários em uma missão espacial anterior. Cientistas do Laboratório de Ciências Espaciais UMass Lowell projetaram, construiu e operou o Radio Plasma Imager para o satélite IMAGE da NASA, que foi lançado em 2000 e transmitiu dados por quase seis anos antes que os controladores terrestres repentinamente perdessem contato com ele em 2005. No ano passado, A NASA foi capaz de restabelecer o contato de rádio com a IMAGE, embora muito fracamente.
