A investigadora principal Efthyia Zesta e sua equipe irão estudar como as camadas atmosféricas superiores da Terra reagem ao fluxo em constante mudança da energia solar na magnetosfera com a missão Dione CubeSat. Todd Bonalsky (à direita) está fornecendo o sistema de magnetômetro. Crédito:NASA / W. Hrybyk
A NASA selecionou uma nova missão Pathfinding CubeSat para reunir dados não coletados desde que a agência voou com o Dynamics Explorer no início dos anos 1980.
A nova missão, chamado Dione após a antiga deusa grega dos oráculos, levará quatro instrumentos miniaturizados para estudar como as camadas atmosféricas superiores da Terra reagem ao fluxo em constante mudança da energia solar na magnetosfera - a bolha envolvente do campo magnético ao redor da Terra que desvia a maioria das partículas que irrompem do sol. A atmosfera superior da Terra é onde residem a maioria dos satélites de órbita baixa da Terra, e suas órbitas são fortemente afetadas por mudanças repentinas de densidade criadas pelo clima espacial.
Com lançamento previsto para 2022, Dione ajudará a dar aos cientistas insights sobre esses processos físicos, que contribuem para o arrasto atmosférico, um processo que faz com que os satélites em órbita baixa da Terra reentrem prematuramente na atmosfera - e forneçam os dados necessários para melhorar as previsões meteorológicas espaciais.
"Como mais aspectos da vida cotidiana dependem do funcionamento previsível dos satélites na órbita baixa da Terra, a compreensão e capacidade de prever o impacto do clima espacial sobre esses ativos tornou-se uma necessidade de segurança nacional, "disse o investigador principal da missão Eftyhia Zesta, um cientista do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Medidas tradicionalmente coletadas por maiores, satélites mais caros agora devem ser realizados pensando fora da caixa - ou melhor, dentro de uma caixa CubeSat. Dione vai abrir o caminho para fazer exatamente isso. "
A nave espacial Pathfinding Dione é um protótipo. Complementaria a Constelação de Dinâmica Geoespacial conceitual, uma missão proposta pela Heliophysics Decadal Survey 2013, que, se desenvolvido, coletaria dados semelhantes de várias espaçonaves equipadas de forma semelhante, Disse Zesta. "Nossa equipe quer mostrar que podemos fazer este tipo de medição com um CubeSat e, eventualmente, voar uma espaçonave do tipo Dione em uma constelação, "Zesta disse.
Com uma constelação, cientistas poderiam coletar simultaneamente, observações multiponto da ionosfera e termosfera da Terra, para aprender mais particularmente como essas camadas atmosféricas superiores respondem à energia despejada da magnetosfera.
Dione vai reunir dados não coletados desde a missão Dynamics Explorer da NASA, lançada no início dos anos 1980. Crédito:NASA
Primeiros dados desde o Dynamics Explorer
Dione fornecerá o primeiro conjunto de dados de entrada de energia e dados ionosférico-termosféricos em mais de três décadas. "Não coletamos este tipo de dados específicos desde que a NASA lançou o Dynamics Explorer em 1981, "disse Zesta, cuja equipe inclui a investigadora principal adjunta Marilia Samara e o engenheiro de sistema Dione Jaime Esper, bem como uma série de Goddard e cientistas universitários que fornecem os instrumentos. O Dynamics Explorer consistia em dois satélites que investigavam as interações entre os plasmas da magnetosfera e os da ionosfera terrestre.
Contudo, ele alcançará esses objetivos com diferenças distintas. Onde o Dynamics Explorer coletou dados talvez uma vez a cada três órbitas, Dione irá coletar medições de órbitas sucessivas devido aos requisitos de menor energia e sistemas miniaturizados de Dione. Ele também fará isso em uma plataforma muito menor - do tamanho de uma caixa de sapatos, Plataforma 6U que aproveita a experiência adquirida com a espaçonave Dellingr desenvolvida por Goddard. Uma equipe de engenheiros e cientistas de Goddard desenvolveu especificamente o Dellingr para melhorar a confiabilidade e a robustez dessas minúsculas espaçonaves, mas a um custo drasticamente reduzido. Dellingr foi lançado em 2017.
Plataforma Densamente Embalada
"Este será talvez o CubeSat mais denso já voado, "Esper acrescentou." Estamos voando quatro instrumentos científicos e um experimento de engenharia em um CubeSat 6U. Isso é muito incomum. "
Três dos instrumentos serão fornecidos por Goddard; todos foram desenvolvidos com financiamento do programa de Pesquisa e Desenvolvimento Interno de Goddard e todos já voaram ou estão programados para voar durante as próximas missões CubeSat ou suborbitais.
Eles incluem um magnetômetro fluxgate comprovado em vôo, que estreou no vôo inaugural da Dellingr, e o Espectrômetro de Massa Ion-Neutra (INMS), outro instrumento que voou em Dellingr, bem como em uma missão financiada pela National Science Foundation chamada ExoCube. Tanto no Dellingr quanto no ExoCube, o INMS foi programado para medir a matéria que cria o arrasto atmosférico em satélites. Terceira contribuição de Goddard, o Analisador Eletrostático Dual voará em Endurance, uma missão pioneira que irá medir diretamente um determinado componente do campo elétrico da Terra gerado na ionosfera.
Utah State University e Virginia Tech estão fornecendo o quarto instrumento, o Sensor de distribuição de íons retardo em grade (GRIDS). GRIDS é projetado para medir a distribuição, movimento, e velocidade de íons e voará na missão PetitSat desenvolvida por Goddard, com lançamento previsto para 2021.
Zesta disse que concebeu o conceito Dione há vários anos, enquanto ainda trabalhava com a Força Aérea dos EUA. “Eu vim para a NASA (em 2012) e o sonho não morreu, "Zesta disse.
