A NASA lançou com sucesso duas missões de foguetes de sondagem do Alasca para investigar as poderosas forças elétricas por trás da Aurora Boreal. O Black and Diffuse Auroral Science Surveyor e a Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science Mission, conhecida como GNEISS (pronuncia-se “espetacular”), decolaram do Poker Flats Research Range, perto de Fairbanks.
O Black and Diffuse Auroral Science Surveyor foi lançado às 3h29 AKST (7h29 EST) em 9 de fevereiro e subiu para cerca de 224 milhas (360 quilômetros). A investigadora principal, Marilia Samara, relatou que todos os instrumentos, incluindo demonstrações de tecnologia, funcionaram conforme planejado e a missão retornou dados de alta qualidade.
A missão GNEISS de dois foguetes seguiu com um dramático lançamento consecutivo em 10 de fevereiro às 1h19h00 e 1h19h30 AKST (5h19h00 e 5h19h30 EST). Os foguetes atingiram altitudes máximas de cerca de 198,3 milhas (319,06 km) e 198,8 milhas (319,94 km), respectivamente. A investigadora principal, Christina Lynch, disse que a estação terrestre, a subcarga e a lança de instrumentos funcionaram conforme o esperado, e a equipe está satisfeita com o lançamento e com os dados coletados até agora.
Como estruturar um circuito elétrico na aurora boreal
Quando a aurora ilumina o céu noturno, ela é alimentada por elétrons que fluem do espaço para a atmosfera superior da Terra. Essas partículas carregadas fornecem energia aos gases atmosféricos, fazendo-os brilhar. É como se a eletricidade viajasse através de um fio para alimentar uma lâmpada.
Mas o processo não termina onde o brilho é visto. A eletricidade funciona em loop. Assim como uma lâmpada faz parte de um circuito completo, Aurora é uma parada ao longo de um caminho elétrico maior. Se os elétrons fluírem na atmosfera, eles deverão retornar ao espaço para completar o circuito.
Os feixes de partículas que chegam são relativamente focados, como a corrente que flui através de um fio. Os fluxos de retorno, contudo, são muito mais esporádicos. Após a ignição da aurora, os elétrons se espalham em diferentes direções. Seu movimento é moldado por colisões, mudanças de ventos, diferenças de pressão e mudanças nos campos elétricos e magnéticos. Eventualmente, eles chegam ao espaço, mas somente depois de passar pela atmosfera superior em constante mudança.
GNEISS produz uma varredura 3D de relâmpagos aurorais
Para compreender verdadeiramente como funcionam as auroras, os cientistas precisam de ver como esta corrente reversível fecha o circuito. Isto significa mapear os muitos caminhos possíveis da eletricidade através do céu, o que é extremamente desafiador.
“Não estamos apenas interessados em saber para onde o foguete voou”, disse Christina Lynch, investigadora principal do GNEISS e professora do Dartmouth College, em New Hampshire. “Queremos saber como a corrente se propaga para baixo pela atmosfera.”
Lynch projetou o GNEISS para responder a essa pergunta. Usando dois foguetes e uma rede integrada de receptores terrestres, a missão produziu uma imagem tridimensional do ambiente elétrico da aurora.
“É basicamente como fazer uma tomografia computadorizada do plasma sob a aurora”, disse Lynch.
Dois foguetes lançados lado a lado na mesma aurora, cada um viajando em trajetórias ligeiramente diferentes. Uma vez dentro, cada foguete libera quatro subcargas que serão medidas em vários pontos da área iluminada.
À medida que sobrevoavam, os foguetes transmitiam sinais de rádio através do plasma circundante para receptores no solo. O plasma altera os sinais à medida que passam por ele, da mesma forma que os raios X dos tecidos do corpo durante uma tomografia computadorizada médica. Ao analisar essas mudanças, os cientistas podem determinar a densidade do plasma e identificar para onde as correntes elétricas podem fluir. O resultado é uma varredura em grande escala de Aurora em estilo urbano.
Por que mapear as correntes aurorais é importante para o clima espacial
Compreender essa corrente elétrica não envolve apenas resolver um quebra-cabeça de física. As correntes aurorais controlam como a energia do espaço é distribuída pela atmosfera superior da Terra. À medida que as correntes se espalham, aquecem a atmosfera, agitam o ar e criam turbulência que pode afetar os satélites que viajam pela região.
Os pesquisadores há muito confiam em instrumentos terrestres para estudar a aurora. A missão do satélite EZIE da NASA, lançada em março de 2025, mede a corrente elétrica auroral em órbita. Ao combinar observações de satélite, imagens terrestres e medições diretas de foguetes de sondagem, os cientistas podem examinar o sistema de vários ângulos ao mesmo tempo.
“Se pudermos plantar no site Medições combinadas com imagens terrestres, então poderemos aprender a ler a aurora”, disse Lynch.
Investigando auroras negras e reversões atuais
O foguete GNEISS não esteve sozinho durante esta campanha de lançamento. Os Pesquisadores Científicos Aurorais Negros e Difusos concentram-se em regiões escuras incomuns dentro de auroras conhecidas como auroras negras. Essas lacunas podem marcar locais onde a corrente elétrica inverte repentinamente.
A missão marca a segunda tentativa de voo depois que uma tentativa de 2025 foi adiada devido às condições climáticas e científicas. Com este lançamento bem sucedido, os investigadores têm agora novos dados para testar como estas misteriosas manchas escuras se enquadram no circuito auroral mais amplo.
Auroras se formam onde o espaço e a atmosfera da Terra interagem. Correntes elétricas, fluxos de partículas carregadas e inúmeras colisões se combinam para produzir essas exibições brilhantes. Sounding Rocket oferece uma rara oportunidade de voar diretamente através deles, colocando instrumentos exatamente onde a ação se desenrola. Através de missões curtas, mas cronometradas com precisão, a NASA está a transformar flashes de luz fugazes em conhecimentos mais profundos sobre como o clima espacial molda a atmosfera superior do nosso planeta.
