NASA descobre novo cinturão radioativo ao redor da Terra

Observações das Sondas Van Allen da NASA revelaram que um terceiro cinturão radioativo pode aparecer acima da Terra (NASA/Centro Espacial Goddard)

A NASA revelou que suas Sondas Van Allen descobriram um terceiro cinturão de radiação ao redor da Terra previamente desconhecido. O cinturão parece ser transitório, dependendo fortemente da atividade solar.

A missão das Sondas é parte do programa geoespacialVivendo com uma Estrela’ da NASA, que visa explorar os processos fundamentais que operam em todo o sistema solar, em particular aqueles que geram efeitos perigosos no clima espacial perto da Terra e fenômenos que possam afetar a exploração do sistema solar.

No que poderia ser descrito como acidental, cientistas haviam ligado instrumentos fundamentais nas sondas gêmeas (que são descritas em detalhes no vídeo abaixo) apenas três dias após o lançamento na Estação da Força Aérea em Cabo Canaveral na Flórida em 30 de agosto do ano passado.

Essa decisão foi tomada para que as observações pudessem justapor as de outra missão, do Explorador de Partículas Solares, Anômalas e Magnetosféricas (SAMPEX), que foi lançado em 1992 e estava prestes a sair de órbita e reentrar na atmosfera da Terra.

Na prática, isso significava que cientistas da NASA recolheram dados sobre o terceiro cinturão de radiação quatro semanas antes de uma onda de choque do Sol aniquilá-lo.

Cinturões de radiação

As Sondas Van Allen estão estudando regiões extremas e dinâmicas do espaço conhecidas como cinturões de radiação de Van Allen.

Esses cinturões são regiões críticas do espaço para a sociedade moderna. Eles são afetados por tempestades solares e pelo clima espacial e podem mudar drasticamente. Eles podem representar perigos para a comunicação e satélites GPS, assim como para os seres humanos no espaço – como discutiremos em breve.

Nomeados em homenagem a seu descobridor, o falecido pioneiro da NASA e astrofísico James Van Allen; estes anéis concêntricos em forma de torus são preenchidos com partículas de alta energia que giram, pulam e derivam numa região que se estende a 65 mil km da superfície da Terra.

A descoberta das sondas foi inédita para a era espacial. Os dados dos primeiros satélites norte-americanos, o Explorer 1 e Explorer 3, descobriram o cinturão de radiação interna em 1958.

Nos bastidores das Sondas Van Allen (NASA)

Este cinturão é composto principalmente de prótons de alta energia, presos numa faixa de 600 a 6.000 km da superfície terrestre. Essas partículas são particularmente prejudiciais para satélites e seres humanos no espaço. A Estação Espacial Internacional (ISS) orbita abaixo deste cinturão entre 330 e 410 km.

O segundo cinturão de radiação também foi descoberto em 1958 usando instrumentos projetados e construídos por James Van Allen, que foram lançados nas missões Pioneer 3 e Explorer IV.

Este cinturão maior está localizado entre 10 mil e 65 mil km acima da superfície terrestre e é mais intenso na faixa 14.500 a 19 mil km. O segundo cinturão é muito mais variável do que o interior. Além de prótons, ele contém íons de oxigênio e hélio.

Então, e quanto ao terceiro cinturão? Esta nova zona exterior é composta principalmente de elétrons de alta energia e íons positivos muito energéticos (principalmente prótons). Conforme relatado, recentemente, na revista Science, este torus formou-se em 2 de setembro do ano passado e persistiu inalterado num faixa de 20 mil a 23 mil km da Terra por quatro semanas. Em seguida, foi interrompido por uma onda de choque do sol.

Clima espacial afeta a Terra

Os cinturões de radiação são parte de um sistema do clima espacial muito mais amplo movido por energia e materiais ejetados da superfície do Sol e preenchem todo o sistema solar. Além de emitir um fluxo contínuo de plasma chamado de vento solar, o Sol lança, periodicamente, bilhões de toneladas de matéria que são chamadas de ejeções de massa coronal.

Estas nuvens imensas de material, quando direcionadas à Terra, podem causar grandes tempestades magnéticas no ambiente espacial ao redor do planeta, na sua magnetosfera e na atmosfera superior.

O termo clima espacial geralmente se refere às condições do Sol, do vento solar e da ionosfera, magnetosfera e termosfera da Terra e pode influenciar o desempenho e a confiabilidade de sistemas tecnológicos espaciais e terrestres e ameaçar a vida ou a saúde humana.

A maioria das sondas espaciais na órbita terrestre opera parcial ou inteiramente dentro dos cinturões de radiação. Em períodos de clima espacial intenso, a densidade das partículas no interior dos cinturões aumenta, tornando mais provável que componentes eletrônicos sensíveis numa nave espacial sejam afetados por partículas carregadas.

Íons que atinjam satélites podem sobrecarregar os sensores, danificar células solares e degradar a fiação e outros equipamentos. Quando as condições ficam especialmente difíceis nos cinturões de radiação, os satélites frequentemente mudam para um modo de segurança para proteger seus sistemas.

Quando partículas de alta energia – aquelas que se deslocam com energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos – colidem com o tecido humano, elas alteram as ligações químicas entre as moléculas que compõem as células do tecido.

Às vezes, o dano é severo demais para uma célula se reparar e ela já não funcionaria apropriadamente. Danos ao DNA no interior das células podem inclusive levar ao câncer – causando mutações.

Durante tempestades geomagnéticas, o aumento da densidade e energia das partículas retidas nos cinturões de radiação significa uma chance maior de que um astronauta seja atingido por partículas prejudiciais.

É por isso que a ISS aumentou a blindagem em torno da tripulação e por que a NASA monitora cuidadosamente a exposição à radiação de cada astronauta ao longo de sua carreira.

Os avanços da tecnologia e da detecção alcançados pela NASA nesta missão já tiveram um impacto quase imediato tanto na ciência básica como na tecnologia espacial de que todos dependemos.

Kevin Orrman-Rossiter não trabalha, dá consultoria, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com este artigo e também não tem afiliações relevantes.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.

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