Pesquisadores da Universidade de Michigan desempenharão um papel central na próxima missão Geospace Dynamics Constellation da NASA – uma visão inédita de uma camada externa protetora da atmosfera da Terra e como ela interage com o clima solar.
O clima solar representa uma ameaça à Terra, com o potencial de causar grandes danos às nossas redes elétricas e satélites. A Geospace Dynamics Constellation Mission, ou GDC, da NASA, inclui três investigações científicas que nos ajudarão a prever impactos da atividade solar, como ejeções de massa coronal, vento solar e erupções.

A U-M é líder em pesquisa em física solar, fornecendo ferramentas preditivas aprimoradas para o clima solar e seus impactos sociais e tecnológicos. Os seis satélites que compõem o GDC fornecerão as primeiras medições globais diretas de duas camadas sobrepostas de nossa atmosfera que são centrais para nossa defesa contra o clima solar:a ionosfera e a termosfera. Em uma faixa de altitude de aproximadamente 50 a 400 milhas acima da superfície da Terra, eles ficam entre a atmosfera inferior e o espaço sideral, um amortecedor para as partículas carregadas do vento solar, explosões e ejeções de massa coronal, bem como raios-X e radiação UV.

Dois dos instrumentos científicos da GDC incluem pesquisadores da U-M:

• O Experimento Abrangente de Precipitação Auroral medirá partículas de alta energia que entram na atmosfera superior. O CAPE é liderado pelo ex-aluno da U-M Daniel Gershman, atualmente no Goddard Space Flight Center da NASA. Aaron Ridley, professor de ciências climáticas e espaciais e engenharia da U-M, também contribui.
• Espectrômetro Modular para Caracterização da Atmosfera e Ionosfera, ou MoSAIC, medirá a composição da ionosfera e da termosfera, bem como os ventos que passam por ela. Ridley é um pesquisador colaborador.

"CAPE fornece medições das luzes do norte e do sul, ou a aurora", disse Ridley. “Ambos adicionam energia à nossa atmosfera superior, fazendo-a inchar como um balão e alterando as trajetórias dos satélites e da Estação Espacial Internacional”.

O MoSAIC quantificará a resposta atmosférica à energia auroral recebida, medindo a pressão e os ventos. Esses dados permitirão que os operadores de satélite alterem as órbitas para evitar colisões.

"Gosto de pensar no CAPE como o 'radar Doppler' do clima espacial", disse Gershman. "Ao longo da missão GDC, o CAPE será capaz de produzir mapas meteorológicos espaciais locais, regionais e globais de chuva de elétrons e íons. Esses mapas podem ser usados ​​para ajudar a prever grandes mudanças na atmosfera superior e, portanto, podem ajudar a manter satélites em órbita baixa da Terra seguros."

O envolvimento de Ridley com várias missões dá a ele uma perspectiva única sobre o que a GDC está tentando realizar.

"Esta é a primeira vez que a NASA lança tantos satélites para fazer esse tipo de coisa ao mesmo tempo", disse Ridley. “A NASA nunca lidou com esse tipo de dados antes, em termos de ter seis satélites medindo as condições em órbita baixa da Terra”.

Antes que isso aconteça, há muito a ser feito. Os pesquisadores da U-M estudam como os íons e os nêutrons interagem e como isso cria instabilidades na atmosfera. Ridley está procurando construir novos modelos para a ionosfera e a termosfera que capturem as perturbações da aurora e prevejam com mais precisão os eventos climáticos espaciais.

A NASA está atualmente considerando cinco instrumentos adicionais – dois dos quais podem ser selecionados – para inclusão no GDC. Um instrumento em consideração é encabeçado por pesquisadores com vínculos com a U-M.

Mark Moldwin, professor da Arthur F. Thurnau e professor de ciências climáticas e espaciais e engenharia, dirige o Instrumento Magnetômetro Próximo à Terra em um Pequeno Sistema Integrado – uma das missões adicionais em consideração a ser realizada como parte do lançamento. O GDC complementa as medições da aurora com medições de campo magnético, capturando mais energia que entra na atmosfera. Essa função pode ser uma oportunidade para testar uma tecnologia de magnetômetro relativamente nova que pode ser usada em satélites menores que se tornaram populares nas últimas décadas.

Os satélites atuais normalmente têm seus magnetômetros conectados por meio de uma longa lança. A distância é necessária, pois a eletrônica da espaçonave emite seu próprio campo magnético, tornando as medições mais complicadas. Anexar lanças longas a satélites cada vez menores é difícil.

"Você quer aproximar os magnetômetros da espaçonave", disse Moldwin. "Você verá o sinal magnético da nave, mas com três magnetômetros em uma lança encurtada e alguns algoritmos matemáticos muito inteligentes para separar o ruído do sinal, podemos limpar os dados. boom (mais barato), podemos tirar os campos magnéticos da eletrônica, permitindo-nos estudar a ciência." + Explorar mais

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