p Quando espaçonaves e satélites viajam pelo espaço, encontram minúsculos, partículas em movimento rápido de poeira e detritos espaciais. Se a partícula viajar rápido o suficiente, seu impacto parece criar radiação eletromagnética (na forma de ondas de rádio) que pode danificar ou mesmo desativar os sistemas eletrônicos da nave. p Um novo estudo publicado esta semana na revista Física dos Plasmas , usa simulações de computador para mostrar que a nuvem de plasma gerada a partir do impacto da partícula é responsável pela criação do pulso eletromagnético prejudicial. Eles mostram que, à medida que o plasma se expande para o vácuo circundante, os íons e elétrons viajam em velocidades diferentes e se separam de uma maneira que cria emissões de radiofrequência.

p "Nas últimas décadas, os pesquisadores estudaram esses impactos da hipervelocidade e notamos que há radiação dos impactos quando as partículas estão indo suficientemente rápido, "disse o autor principal Alex Fletcher, agora é pesquisador de pós-doutorado no Centro de Física Espacial da Universidade de Boston. "Ninguém foi realmente capaz de explicar por que está lá, de onde vem ou o mecanismo físico por trás dele. "

p O estudo é um passo para verificar a teoria da autora sênior Sigrid Close, professor associado de aeronáutica e astronáutica na Universidade de Stanford. Em 2010, Close e colegas publicaram a hipótese inicial de que os plasmas de impacto de hipervelocidade são responsáveis ​​por algumas falhas de satélite.

p Para simular os resultados de um plasma de impacto de hipervelocidade, os pesquisadores usaram um método chamado simulação de partícula na célula, que permite modelar o plasma e os campos eletromagnéticos simultaneamente. Eles alimentaram os detalhes da simulação de um hidrocódigo desenvolvido anteriormente - uma ferramenta computacional que eles usaram para modelar a dinâmica de fluidos e sólidos do impacto. Os pesquisadores deixaram a simulação evoluir e calcularam a radiação produzida pelo plasma.

p Quando uma partícula atinge uma superfície dura em altas velocidades, ele vaporiza e ioniza o alvo, liberando uma nuvem de poeira, gás e plasma. À medida que o plasma se expande para o vácuo circundante (do espaço), sua densidade cai e ele entra em um estado sem colisão, onde suas partículas não interagem mais diretamente umas com as outras.

p No estudo atual, os pesquisadores presumem que os elétrons nesse plasma sem colisão viajam mais rápido do que os íons maiores. A simulação deles prevê que esta separação de carga em grande escala gera a radiação. Os resultados do modelo são consistentes com a teoria inicial de Close, mas preveja uma frequência mais alta para a emissão do que os pesquisadores detectaram experimentalmente.

p Os autores apontam que a suposição de que os elétrons se movem em massa à medida que se separam dos íons merece atenção mais cuidadosa. O grupo está construindo novas simulações para testar se a mudança para um estado sem colisão é suficiente para criar a separação.

p Fletcher também observa que eles negligenciaram a contabilização da poeira.

p “O impacto cria partículas de poeira que interagem com o plasma, "Fletcher disse. A dinâmica desses" plasmas empoeirados "é uma área para pesquisas futuras.

p A próxima etapa do trabalho é usar a simulação para quantificar a radiação gerada para que possam avaliar a ameaça aos satélites, e conceber maneiras de proteger satélites e espaçonaves de meteoróides e detritos orbitais.

p "Mais da metade das falhas elétricas são inexplicáveis ​​porque é muito difícil fazer diagnósticos em um satélite que falha em órbita, "Fletcher disse." Acreditamos que podemos atribuir algumas dessas falhas a este mecanismo. "