Com lançamento conjunto em 2024, os dois satélites que compõem o Proba-3 voarão em formação precisa para formar um coronógrafo externo no espaço, um satélite eclipsando o sol para permitir que o segundo estude a coroa solar, de outra forma invisível. Crédito:ESA-P. Carril Centenas de milhões de pessoas testemunharão o eclipse solar total da próxima semana em toda a América do Norte, e físicos solares de todo o mundo estão se reunindo para se juntar a eles. Os eclipses oferecem um breve vislumbre da atmosfera fantasmagórica circundante do Sol – a coroa solar – normalmente mantida invisível pelo brilho intenso do Sol. Mas a coroa estará em breve aberta a um estudo mais sustentado:hoje, na Bélgica, a ESA revelou o par de naves espaciais que compõem a sua nova missão Proba-3, planeada para produzir eventos de eclipses solares orbitais a pedido.
A espaçonave Occulter da Proba-3 voará a cerca de 150 m de distância da segunda espaçonave Coronagraph, mostrada hoje à mídia nas instalações da Redwire Space em Kruibeke, Bélgica, onde estão sendo submetidos a testes pré-voo. O par se alinhará com o Sol com tanta precisão que o Ocultador lançará uma sombra na face do Coronógrafo, ocultando o Sol para revelar a coroa.
“As duas naves espaciais funcionarão como se fossem um enorme instrumento com 150 m de comprimento”, explica Dietmar Pilz, Diretor de Tecnologia, Engenharia e Qualidade da ESA. "Conseguir isto será, no entanto, um desafio extremamente técnico, porque o mais ínfimo desalinhamento e não funcionará. O processo de desenvolvimento tem sido correspondentemente longo - empreendido por um consórcio de Estados-Membros mais pequenos da ESA liderados por Espanha e Bélgica - por isso estou muito prazer em ver o Proba-3 aqui hoje, sendo preparado para lançamento."
Produzindo eclipses solares artificiais em órbita
A ideia subjacente não é nova:uma cápsula Apollo cilíndrica tentou fazer o mesmo com uma nave espacial soviética Soyuz durante o Projeto de Teste Apollo-Soyuz em 1975. Mas o objetivo do Proba-3 é produzir esses eclipses artificiais rotineiramente através de voo em formação precisa, por até seis horas por vez por órbita de 19 horas e 36 minutos.
Os eclipses solares ocorrem devido a uma coincidência cósmica notável:o Sol é 400 vezes maior que a Lua da Terra, mas também está precisamente 400 vezes mais distante. Isto significa que quando os dois corpos estão alinhados precisamente no espaço, a Lua cobre a face ígnea do Sol, revelando a coroa solar, que se estende por milhões de quilómetros da nossa estrela-mãe. Pilha Proba-3 vista se separando em espaçonave Occulter, topo e nave Coronagraph. Crédito:ESA—Magic Fennec Região raramente vista do nosso sistema solar
Esta região raramente vista do nosso sistema solar é de interesse científico e prático:um milhão de graus mais quente que a superfície do Sol abaixo dela, a coroa dá origem ao vento solar e ao clima espacial, juntamente com ejeções violentas conhecidas como "massa coronal". ejeções" que impulsionam o clima espacial e as tempestades solares, impactando potencialmente os satélites em órbita e as redes terrestres de energia e comunicações.
Para ver mais da coroa, telescópios especializados no solo e em órbita, chamados "coronógrafos", podem incorporar "discos ocultos" - escudos cuidadosamente projetados para cobrir o sol dentro do seu campo de visão, imitando um eclipse solar. Mas a sua eficácia é limitada por um fenómeno chamado “difracção”, onde a luz dispersa se espalha pelas bordas dos coronógrafos. A maneira de minimizar este efeito é afastar o disco ocultador muito mais longe do coronógrafo observador – mas os limites práticos no tamanho da nave espacial tornaram essa solução impraticável para o espaço.
Desempenho como uma única espaçonave rígida
Até agora, isso é. Ao voar as duas espaçonaves em formação precisa com precisão milimétrica, o principal instrumento ASPIICS (Associação de Naves Espaciais para Investigação Polarimétrica e de Imagem da Coroa do Sol) do Proba-3 produzirá dados como se estivesse a bordo de uma única espaçonave rígida, abrindo uma região de estudo anteriormente indescritível entre 3 e 1,1 raios solares fora do sol.
Esta precisão será obtida através da combinação de um conjunto de tecnologias de posicionamento cada vez mais precisas:navegação por satélite; links inter-satélites baseados em rádio, câmeras de luz visível direcionadas a LEDs e, finalmente, um feixe de laser refletido entre as espaçonaves. O segundo instrumento do Proba-3 é um radiômetro que mede a produção total de energia do Sol, importante para a modelagem climática.
Voo em formação totalmente autônoma
O voo em formação ocorrerá de forma totalmente autônoma, em direção ao topo de cada órbita de 60.000 km de altitude, onde as perturbações gravitacionais, atmosféricas e magnéticas são minimizadas. No resto do tempo, o par passará o resto de sua órbita em deriva passiva e segura.
Tal como acontece com todas as missões de demonstração tecnológica da família Proba da ESA, a prova do sucesso está na qualidade dos dados científicos produzidos.
Permitindo novos tipos de missões espaciais
Alcançar com sucesso um vôo em formação precisa permitiria uma era totalmente nova para a ciência e as aplicações. Poderiam ser realizadas missões muito maiores do que qualquer nave espacial - como gigantescas redes de rádio em órbita e matrizes de interferometria óptica - enquanto o encontro orbital preciso tornaria viável a manutenção de satélites em órbita, prolongando a vida útil da infra-estrutura espacial.
Enquanto isso, membros da equipe científica do Proba-3 estão aproveitando o eclipse solar total na América do Norte para testar o hardware projetado para a missão:rodas de filtro polarizadoras usadas no ASPIICS, bem como uma tecnologia alternativa de LED.
