Os cientistas sabem há algum tempo que a atmosfera da Terra perde várias centenas de toneladas de oxigênio a cada dia. Eles entendem como essa perda de oxigênio acontece no lado noturno da Terra, mas eles não têm certeza de como isso acontece durante o dia. Eles sabem de uma coisa; eles acontecem durante as auroras.

De acordo com um comunicado de imprensa do Observatório da Terra da NASA, não há dois eventos de fluxo de oxigênio exatamente iguais, o que torna sua compreensão um desafio. Eles chamam os eventos de 'fontes de gás' que escapam da Terra durante a atividade auroral, e o Observatório da Terra tem uma missão dedicada a entendê-los.

A missão faz parte do programa do Observatório da Terra da NASA chamado VISIONS-2 (Visualizing Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), e requer certas condições. É ambientado em Ny Alesund, Svalbard, Noruega por um bom motivo. É o assentamento civil mais ao norte do mundo durante todo o ano. Tem um porto sem gelo o ano todo, e uma moderna instalação de lançamento de foguetes. Também não há sol na noite de inverno aqui para interferir no estudo das auroras.

Mas há algo mais que torna este o cenário perfeito para a missão VISIONS-2. Toda manhã, Ny Alesund passa por um ponto fraco na bolha magnética da Terra. O ponto fraco é como um funil que canaliza o forte vento solar para a atmosfera superior. Isso causa exibições aurorais, e ferve os gases de nossa atmosfera no vácuo do espaço em uma fonte auroral.

Recentemente, pesquisadores com o VISIONS-2 lançaram dois foguetes de sondagem para investigar a perda de oxigênio durante as auroras. Os foguetes de sondagem são pequenos, foguetes direcionados que podem ser lançados rapidamente. Nesse caso, os dois foguetes foram carregados com câmeras e outros instrumentos, e preparado para o lançamento.

A equipe de lançamento tem que ser muito paciente. Mas é claro, eles têm a tecnologia do seu lado. Eles não têm que esperar até ver a aurora, eles já avisaram sobre uma aurora graças ao satélite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR).

DSCOVR é o observatório de vento solar da NOAA. Ele fica no ponto LaGrange entre a Terra e o Sol e informa a equipe do VISIONS-2 quando o vento solar é poderoso o suficiente e orientado da maneira certa para causar auroras. No melhor, a equipe recebe cerca de uma hora de aviso.

Mesmo com aviso prévio, a equipe é cautelosa. Se o vento solar for muito fraco, então eles terão perdido o lançamento. Se as condições do vento terrestre na atmosfera da Terra forem muito fortes, isso também é um problema. Os foguetes não são guiados, portanto, eles devem ser orientados antes do lançamento para levar em conta os ventos. Felizmente, a equipe tem outra ferramenta à sua disposição, balões meteorológicos lançados a cada 30 minutos, como necessário, para testar o vento.

Os foguetes foram encenados em Ny-Ålesund, Svalbard (Noruega), e os pesquisadores esperaram por uma aurora antes de lançar o par. Em 7 de dezembro, 2018, os pesquisadores lançaram os dois foguetes durante uma aurora. A foto abaixo é uma longa exposição dos foguetes, que captura os dois lançamentos, mesmo que ocorram com alguns minutos de intervalo.

A missão usou um par de foguetes para que pudessem usar uma mistura de instrumentos diferentes em cada um. Alguns instrumentos exigiam uma plataforma giratória e outros não. Um par de foguetes lançados com alguns minutos entre eles também permitiu que instrumentos semelhantes fizessem leituras ao longo do tempo. A imagem acima mostra a ignição do primeiro estágio e a queima dos dois foguetes, como eles foram enviados em sua missão para estudar a perda de oxigênio na atmosfera da Terra.

"Tivemos uma experiência incrível ao construir essas cargas úteis muito complexas e capazes, integrando e testando-os na Wallops, em seguida, trazê-los para o campo, "disse Doug Rowland, investigador principal da missão e físico espacial do Goddard Space Flight Center da NASA. “O lançamento foi um momento muito emocionante, ainda mais quando vimos que todos os instrumentos tinham um bom desempenho e as condições científicas eram boas. "

Após o lançamento, há dez minutos para o foguete fazer seu trabalho na fonte atmosférica. Câmeras de imagem de átomo neutro criam uma imagem da fonte por dentro e por fora. A câmera auroral documenta a própria aurora, sua temperatura, intensidade, e altura. Se tudo correr bem, a equipe de pesquisa é recompensada com uma 'parede da ciência'.

O lançamento em 7 de dezembro parece ter sido bem-sucedido. Uma análise inicial dos dados mostra que os instrumentos funcionaram corretamente e retornaram os dados pretendidos. "Acredito que vimos a 'fonte atmosférica, '"disse Rowland. Os dados ainda precisam ser analisados ​​e dimensionados, "mas podemos ter evidências disso de várias perspectivas."

Terra, obviamente, é uma dinâmica, vivo, planeta ativo. Há muita coisa acontecendo aqui. O projeto VISIONS-2 foi concebido não apenas para nos ajudar a entender melhor o nosso próprio planeta, mas outros planetas também. Quais planetas são habitáveis? Por que alguns estão tão desolados? Como é que um planeta como Marte, que já teve uma atmosfera, perca isso?

A atmosfera da Terra não irá embora tão cedo. Não até que o sol se torne gigante vermelho em cerca de 5 bilhões de anos, qualquer forma. Naquele ponto distante no tempo, o Sol em expansão irá ferver nossa atmosfera como se nada fosse. Então terminamos.

A quantidade de oxigênio (e hidrogênio) perdida da atmosfera da Terra durante essas auroras é minúscula. Várias centenas de toneladas por dia podem parecer muito, mas não é. Em todo o caso, a fotossíntese ajuda a restaurar o oxigênio. Ainda é uma peça importante do quebra-cabeça para entender como as coisas funcionam, no entanto, e quais são os detalhes da relação entre a Terra e sua estrela.