Crepúsculo do AIM da NASA: o fim de uma odisséia de 16 anos acima da Terra

NASAA missão AIM da NASA foi concluída após mais de uma década de pesquisas inovadoras na atmosfera superior da Terra, deixando para trás um legado de descobertas científicas e uma riqueza de dados para análises futuras.

Depois de 16 anos estudando as nuvens mais altas da Terra para o benefício da humanidade – nuvens mesosféricas polares – a partir de sua órbita a cerca de 350 milhas acima do solo, a missão Aeronomia do Gelo na Mesosfera da NASA, ou AIM, chegou ao fim.

Inicialmente programado para uma missão de dois anos, o AIM foi prorrogado inúmeras vezes devido ao seu alto retorno científico. Embora o AIM tenha enfrentado obstáculos ao longo dos anos – desde problemas de software a problemas de hardware – uma equipe incrivelmente dedicada manteve a espaçonave funcionando por muito mais tempo do que qualquer um poderia ter previsto. Em 13 de março de 2023, a bateria da espaçonave falhou após vários anos de declínio no desempenho. Foram feitas várias tentativas para manter a energia da nave espacial, mas não foi possível recolher mais dados, pelo que a missão terminou agora.

Contribuições e descobertas científicas

“O AIM dedicou-se a estudar a região atmosférica que faz fronteira entre a nossa atmosfera e o espaço”, disse o cientista da missão AIM Diego Janches, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “A ajuda do AIM para compreender esta região tem sido de importância crítica para fornecer informações sobre como a baixa atmosfera afeta o clima espacial.”

Conhecidas como nuvens noturnas ou noctilucentes, elas são vistas ao entardecer nos meses de verão, normalmente em altas latitudes perto dos Pólos Norte e Sul. Antes da missão, os cientistas sabiam que estes tipos de nuvens variavam com a latitude, estação e atividade solar, mas não sabiam porquê. Esta missão foi lançada para compreender as variações e estudar a razão pela qual as nuvens se formam e as suas ligações com as alterações climáticas, medindo as propriedades térmicas, químicas e outras do ambiente em que as nuvens se formam.

“O AIM da NASA tem sido uma missão incrivelmente bem-sucedida”, disse Scott Bailey, investigador principal do AIM e professor da Virginia Tech. “Ele respondeu a questões fundamentais que nos ajudaram a compreender como as nuvens noctilucentes e as ondas de gravidade atmosférica variam ao longo do tempo e da localização.”

Ao longo dos anos, a AIM fez muitas descobertas importantes. Os dados da missão geraram até agora quase 400 publicações revisadas por pares. Isso inclui descobertas sobre como essas nuvens podem ser criadas pela fumaça de meteoros e vapor de água dos gases de escape de foguetes, como eventos próximos à superfície da Terra podem desencadear mudanças nas nuvens e como o gelo na atmosfera pode causar misteriosos ecos de radar, que são criados em certos regiões da atmosfera durante o verão.

À medida que a missão avançava, os cientistas perceberam que os dados do AIM também poderiam ser usados ​​para estudar ondulações no ar, chamadas ondas de gravidade atmosférica. Essas ondas transferem impulso e energia à medida que viajam pela atmosfera. Eles ligam os eventos climáticos na superfície da Terra com perturbações atmosféricas que ocorrem longe do evento inicial, inclusive na parte superior da atmosfera, onde podem perturbar GPS sinais.

Desafios e Soluções

“Tivemos muitas dificuldades, mas ainda obtivemos uma quantidade incrível de dados do AIM por causa de nossa equipe realmente excelente, heróica e trabalhadora, que sempre aparece”, disse Bailey.

Os primeiros obstáculos do AIM começaram apenas alguns meses após o lançamento, em 2007, quando o receptor de telecomunicações começou a funcionar mal de forma intermitente. Com um uso inteligente de sinais de rádio, a equipe conseguiu reprogramar a espaçonave para se comunicar em código Morse, o que lhe permitiu manter a comunicação mesmo depois que o receptor parou de funcionar. Embora a comunicação com a nave espacial se tenha tornado milhares de vezes mais lenta do que o planeado, o AIM ainda conseguiu fazer as suas medições e enviar para casa 99% dos dados que recolheu.

Pouco depois, a espaçonave encontrou novamente um problema que ameaçava a missão. A espaçonave entrou repetidamente no modo de segurança, o que desligou efetivamente a espaçonave e exigiu uma série demorada de tarefas para reinicializar. Mas, novamente, os engenheiros conseguiram carregar um novo software na espaçonave para contornar o problema e manter o AIM funcional. O novo patch de software evitou mais de mil incidentes desse tipo na espaçonave desde então.

Em 2019, a bateria do AIM começou a diminuir, mas através de grande esforço e engenhosidade, a equipa de operações da missão manteve a energia da bateria, permitindo que a nave espacial continuasse a enviar dados. No início de 2023, a bateria sofreu uma queda significativa no desempenho, o que significou que a espaçonave não conseguia receber comandos ou coletar dados regularmente. Infelizmente, esse problema de hardware não poderia ser reparado remotamente e o satélite finalmente parou de coletar dados em março de 2023.

Pesquisa legada e futura

“Estamos tristes por ver o AIM chegar ao fim da sua vida útil, mas tem sido incrível quanto tempo durou”, disse Bailey. “Isso nos deu mais dados e insights sobre nuvens noctilucentes e ondas gravitacionais atmosféricas do que jamais poderíamos esperar.”

Embora a sonda tenha visto as suas últimas nuvens noturnas, os cientistas continuarão a estudar os dados do AIM nos próximos anos. Quanto à própria espaçonave, ela perderá lentamente a altura orbital e queimará na reentrada na atmosfera em 2026.

“Ainda existem gigabytes e gigabytes de dados do AIM para estudar”, disse Cora Randall, investigadora principal adjunta do AIM e cientista pesquisadora sênior do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial em Boulder, Colorado. “E à medida que nossos modelos e capacidades computacionais continuam a melhorar, as pessoas farão muito mais descobertas usando os conjuntos de dados AIM.”