A NASA lançou com sucesso duas missões de foguetes de sondagem do Alasca para investigar as poderosas forças elétricas por trás da Aurora Boreal. A missão Black and Diffuse Auroral Science Surveyor e a missão Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science Surveyor, conhecida como GNEISS (pronuncia-se “nice”), foram lançadas a partir do Poker Flat Research Range perto de Fairbanks.
O Black and Diffuse Auroral Science Surveyor foi lançado em 9 de fevereiro às 3h29 AKST (7h29 EST) e subiu cerca de 224 milhas (360 quilômetros). A investigadora principal, Marilia Samara, disse que todos os instrumentos, incluindo tecnologias de demonstração, funcionaram conforme planejado e que a missão retornou dados de alta qualidade.
A missão GNEISS de dois foguetes ocorreu em 10 de fevereiro às 1h19h00 e 1h19h30 AKST (5h19h00 e 5h19h30 EST). Os foguetes atingiram altitudes máximas de aproximadamente 198,3 milhas (319,06 quilômetros) e 198,8 milhas (319,94 quilômetros), respectivamente. A investigadora principal, Christina Lynch, disse que as estações terrestres, subcargas e disparos de instrumentos estão funcionando conforme o esperado, e a equipe está satisfeita com o lançamento e com os dados coletados até agora.
Como as luzes do norte formam um circuito elétrico
Quando a aurora boreal ilumina o céu noturno, ela é alimentada por elétrons que fluem do espaço para a atmosfera superior da Terra. Essas partículas carregadas carregam os gases atmosféricos, fazendo-os brilhar. Isso é semelhante à eletricidade que passa por um fio para alimentar uma lâmpada.
Mas o processo não termina onde aparece o brilho. A eletricidade se move em ciclos. Assim como uma lâmpada faz parte de um circuito completo, a aurora boreal é apenas uma parada em uma grande jornada elétrica. À medida que os elétrons fluem para a atmosfera, eles também devem fluir de volta para o espaço para completar o circuito.
Os feixes de partículas que chegam são relativamente focados, como uma corrente fluindo através de um cordão. O fluxo de retorno, entretanto, é muito mais difuso. Depois que a aurora é acesa, os elétrons se espalham em várias direções. Seu movimento é determinado por colisões, mudanças nos ventos, diferenças de pressão e mudanças nos campos elétricos e magnéticos. Eles eventualmente retornam ao espaço, mas somente depois de passar pela atmosfera superior em constante mudança.
GNEISS cria uma varredura elétrica 3D da aurora boreal
Para realmente compreender como funcionam as auroras, os cientistas precisam de ver como esta corrente de retorno fecha o circuito. Isto significa mapear as muitas rotas possíveis de eletricidade no céu, o que é extremamente difícil.
“Não estamos apenas interessados em saber para onde vai o foguetão”, disse Christina Lynch, investigadora principal da GNEISS e professora no Dartmouth College, em New Hampshire. “Queremos saber como o fluxo se propaga pela atmosfera.”
Lynch desenvolveu o GNEISS para responder a esta pergunta. Usando dois foguetes e uma rede coordenada de receptores terrestres, a missão cria uma imagem tridimensional do ambiente elétrico da aurora boreal.
“Essencialmente, é como uma tomografia computadorizada de plasma sob a aurora”, disse Lynch.
Dois foguetes lançados lado a lado na mesma aurora, cada um seguindo um caminho ligeiramente diferente. Uma vez lá dentro, cada foguete disparou quatro subcargas para fazer medições em vários pontos dentro da área brilhante.
Voando acima, os foguetes transmitiram sinais de rádio através do plasma circundante para receptores no solo. O plasma alterou esses sinais à medida que passavam por ele, da mesma forma que os tecidos do corpo alteram os raios X durante uma tomografia computadorizada médica. Ao analisar essas mudanças, os cientistas podem determinar a densidade do plasma e determinar onde as correntes elétricas podem estar fluindo. O resultado é uma tomografia computadorizada em grande escala da aurora boreal.
Por que a imagem da corrente polar é importante para o clima espacial
Compreender essas correntes elétricas não é apenas resolver um quebra-cabeça físico. As correntes polares controlam como a energia do espaço é distribuída na alta atmosfera da Terra. À medida que as correntes se espalham, aquecem a atmosfera, agitam os ventos e criam turbulência que pode afetar os satélites que se deslocam pela região.
Os pesquisadores há muito confiam em instrumentos terrestres para estudar a aurora boreal. A missão do satélite EZIE da NASA, lançada em março de 2025, está medindo as correntes elétricas da aurora em órbita. Ao combinar observações de satélite, imagens terrestres e medições diretas por meio de foguetes de sondagem, os cientistas podem estudar o sistema de vários ângulos simultaneamente.
“Se pudermos entregar no site medições juntamente com imagens terrestres, então poderemos aprender a ler a aurora boreal”, disse Lynch.
Um estudo de auroras negras e reversões atuais
Os foguetes GNEISS não estiveram sozinhos durante esta campanha de lançamento. O Black and Diffuse Auroral Science Surveyor concentrou-se em regiões escuras incomuns da aurora boreal, conhecidas como auroras negras. Esses pontos vazios podem indicar áreas onde as correntes elétricas mudam repentinamente de direção.
A missão marcou a sua segunda tentativa de voo depois de uma tentativa em 2025 ter sido adiada devido às condições meteorológicas e científicas. Com este lançamento bem-sucedido, os investigadores obtiveram novos dados para estudar como estas misteriosas manchas escuras se enquadram no contorno auroral mais amplo.
Auroras são formadas onde o espaço e a atmosfera da Terra interagem. Correntes elétricas, fluxos de partículas carregadas e inúmeras colisões criam essas exibições brilhantes. Os foguetes sônicos oferecem a rara oportunidade de voar através deles, colocando seus instrumentos exatamente onde ocorre a ação. Através de missões curtas, mas cronometradas com precisão, a NASA está a transformar flashes de luz fugazes numa compreensão mais profunda de como o clima espacial molda a atmosfera superior do nosso planeta.
