Dois novos satélites em miniatura da NASA começarão a cruzar a atmosfera da Terra dentro de alguns meses, detectando a perda de calor para o espaço. As suas observações nas regiões mais assustadoras do planeta ajudarão a prever como o nosso gelo, os mares e o clima mudarão face ao aquecimento global.



Mais ou menos do tamanho de uma caixa de sapatos, os satélites cúbicos, ou CubeSats, compõem uma missão chamada PREFIRE, abreviação de Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment. Equipados com tecnologia comprovada em Marte, o seu objectivo é revelar pela primeira vez todo o espectro da perda de calor das regiões polares da Terra, tornando os modelos climáticos mais precisos.

O PREFIRE foi desenvolvido em conjunto pela NASA e pela Universidade de Wisconsin-Madison, com membros da equipe das universidades de Michigan e Colorado.

A missão começa com o orçamento energético da Terra. Num ato de equilíbrio planetário, a quantidade de energia térmica que o planeta recebe do Sol deveria idealmente ser compensada pela quantidade que irradia do sistema Terra para o espaço. A diferença entre a energia que entra e a que sai determina a temperatura da Terra e molda o nosso clima.

As regiões polares desempenham um papel fundamental no processo, agindo como as aletas radiadoras da Terra. A agitação do ar e da água, através do clima e das correntes oceânicas, move a energia térmica recebida nos trópicos em direção aos pólos, onde é emitida como radiação infravermelha térmica – o mesmo tipo de energia que você sente de uma lâmpada de calor. Cerca de 60% dessa energia flui para o espaço em comprimentos de onda do infravermelho distante que nunca foram medidos sistematicamente.

PREFIRE pode preencher essa lacuna. “Temos potencial para descobrir algumas coisas fundamentais sobre como o nosso planeta funciona”, disse Brian Drouin, cientista e investigador principal adjunto da missão no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia.

“Nas projeções climáticas, grande parte da incerteza vem do que não sabemos sobre os pólos Norte e Sul e a eficiência com que a radiação é emitida para o espaço”, disse ele. "A importância dessa radiação não foi percebida durante grande parte da Era Espacial, mas sabemos agora e pretendemos medi-la."

Lançado na Nova Zelândia com duas semanas de intervalo em maio, cada satélite carregará um espectrômetro infravermelho térmico. Os instrumentos projetados pelo JPL incluem espelhos e detectores de formato especial para dividir e medir a luz infravermelha. Tecnologia semelhante é usada pelo Mars Climate Sounder no Mars Reconnaissance Orbiter da NASA para explorar a atmosfera e o clima do Planeta Vermelho.

Miniaturizar os instrumentos para caber nos CubeSats foi um desafio para a equipe de engenharia do PREFIRE. Eles desenvolveram um design reduzido e otimizado para as condições comparativamente quentes do nosso próprio planeta. Pesando menos de 3 quilos, os instrumentos fazem leituras usando um dispositivo chamado termopar, semelhante aos sensores encontrados em muitos termostatos domésticos.

Marco zero para as alterações climáticas

Para maximizar a cobertura, os gémeos PREFIRE orbitarão a Terra ao longo de caminhos diferentes, sobrepondo-se a cada poucas horas perto dos pólos.

Desde a década de 1970, o Ártico aqueceu pelo menos três vezes mais rápido do que qualquer outro lugar da Terra. O gelo marinho no inverno diminuiu mais de 41.200 quilômetros quadrados (15.900 milhas quadradas) por ano, uma perda de 2,6% por década em relação à média de 1981-2010. Também está a ocorrer uma mudança no lado oposto do planeta:as camadas de gelo da Antártida estão a perder massa a uma taxa média de cerca de 150 mil milhões de toneladas por ano.

As implicações destas mudanças são de longo alcance. As flutuações no gelo marinho moldam os ecossistemas polares e influenciam a temperatura e a circulação do oceano. A água derretida das camadas de gelo com quilômetros de espessura na Groenlândia e na Antártida é responsável por cerca de um terço do aumento do nível médio global do mar desde 1993.

“Se mudarmos as regiões polares, também mudaremos fundamentalmente o clima em todo o mundo”, disse Tristan L’Ecuyer, professor da Universidade de Wisconsin-Madison e investigador principal da missão. “Tempestades extremas, inundações, erosão costeira – todas estas coisas são influenciadas pelo que está a acontecer no Ártico e na Antártica”.

Para compreender e projetar tais mudanças, os cientistas utilizam modelos climáticos que consideram muitos processos físicos. A execução dos modelos múltiplas vezes (cada vez sob condições e pressupostos ligeiramente diferentes) resulta num conjunto de projeções climáticas. Suposições sobre parâmetros incertos, como a eficiência com que os pólos emitem radiação térmica, podem impactar significativamente as projeções.

O PREFIRE fornecerá novos dados sobre diversas variáveis ​​climáticas, incluindo temperatura atmosférica, propriedades da superfície, vapor de água e nuvens. Em última análise, mais informações produzirão uma visão mais precisa de um mundo em fluxo, disse L'Ecuyer.

“À medida que os nossos modelos climáticos convergirem, começaremos a compreender realmente como será o futuro no Ártico e na Antártica”, acrescentou.

Fornecido pela NASA