Impressão artística do Experimento de Ondas Atmosféricas (AWE) da NASA mapeando as propriedades das ondas gravitacionais mesosféricas globais. Ao analisar o brilho aéreo da mesopausa, o AWE aumentará nosso conhecimento sobre o impacto das ondas gravitacionais atmosféricas no clima espacial e nas comunicações por satélite. Crédito: NASA
NASAA missão AWE da ISS, com lançamento previsto para a ISS, examinará as ondas atmosféricas e seus efeitos no clima espacial através do brilho natural do ar da Terra, informando futuras comunicações e rastreamento por satélite.
A missão Atmospheric Waves Experiment, ou AWE, da NASA está programada para ser lançada no Estação Espacial Internacional (ISS) em 9 de novembro de 2023, onde fará uso de um brilho natural e etéreo no céu da Terra para estudar as ondas na atmosfera do nosso planeta.
Design e Objetivo da AWE
Construído pelo Laboratório de Dinâmica Espacial da Universidade Estadual de Utah em North Logan, Utah, o AWE será montado no exterior da estação espacial. A partir desta posição, o AWE olhará para a Terra, rastreando ondulações no ar conhecidas como ondas de gravidade atmosférica (AGWs).
Originados principalmente no nível mais baixo da atmosfera, os AGWs podem ser causados por eventos climáticos fortes, como tornados, furacões ou mesmo tempestades. Esses eventos climáticos podem empurrar momentaneamente bolsas de ar de alta densidade para cima, para a atmosfera, antes que o ar desça novamente. Esse movimento para cima e para baixo geralmente deixa para trás padrões de ondulações distintos nas nuvens.
Estudando AGWs e clima espacial
Os AGW estendem-se até ao espaço, onde contribuem para o que é conhecido como clima espacial – a tumultuosa troca de energia na área que rodeia o nosso planeta que pode perturbar os sinais de satélite e de comunicações. O AWE medirá AGWs em uma camada atmosférica que começa a cerca de 54 milhas (87 quilômetros) de altitude, conhecida como mesopausa.
Esta foto mostra exemplos de padrões de nuvens causados por ondas de gravidade atmosférica (AGWs). O ar mais quente e denso da parte inferior da atmosfera retém mais água, de modo que, à medida que eventos climáticos como vento e tempestades empurram essas bolsas de ar para altitudes mais elevadas, essa água forma nuvens nas cristas dessas ondas. Crédito: Cortesia Alexa Halford
“Esta é a primeira vez que AGWs, especialmente os de pequena escala, serão medidos globalmente na mesopausa, a porta de entrada para o espaço”, disse Michael Taylor, professor de física na Universidade Estadual de Utah e investigador principal da missão. “Mais importante ainda, esta é a primeira vez que seremos capazes de quantificar os impactos dos AGWs no clima espacial.”
Metodologia Airglow e AWE
Na mesopausa, onde o AWE fará as suas medições, os AGWs são revelados por faixas coloridas de luz na nossa atmosfera, conhecidas como airglow. O AWE “verá” essas ondas registrando variações do brilho do ar na luz infravermelha, uma faixa de comprimento de onda muito longa para os olhos humanos verem. Nessas altitudes, a nossa atmosfera atinge as temperaturas mais frias – chegando a -150 graus. Fahrenheit (-101 graus Celsius) – e o brilho fraco da luz infravermelha é mais brilhante.
Ao observar o brilho infravermelho do ar ficar mais brilhante e mais escuro à medida que as ondas se movem através dele, o AWE permitirá aos cientistas calcular o tamanho, a potência e a dispersão dos AGWs como nunca antes. Ele também foi projetado para ver AGWs menores, detectando ondulações de curta escala no brilho do ar que missões anteriores não perceberiam.
“A AWE será capaz de resolver ondas em escalas horizontais mais finas do que as que os satélites normalmente conseguem ver nessas altitudes, o que é parte do que torna a missão única”, disse Ruth Lieberman, cientista da missão AWE no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. .
Instrumentação e Certificação da AWE
Do seu ponto de vista na estação espacial, o instrumento Advanced Mesospheric Temperature Mapper (AMTM) da AWE irá digitalizar a mesopausa abaixo dele. O AMTM da AWE consiste em quatro telescópios idênticos, que juntos compreendem um radiômetro de imagem de amplo campo de visão, um instrumento que mede o brilho da luz em faixas específicas de comprimento de onda. O brilho relativo de diferentes comprimentos de onda pode ser usado para criar mapas de temperatura, que por sua vez revelam como os AGWs se movem pela atmosfera. Será o estudo mais completo sobre AGWs e seus efeitos na alta atmosfera já realizado.
À medida que uma carga se dirigia para a estação espacial, a AWE foi obrigada a realizar quatro revisões de segurança cruciais. A missão foi certificada com sucesso como carga útil da estação em sua última revisão em julho de 2023. Parte desta certificação envolveu testes de “bordas afiadas” com luvas de astronauta para garantir a segurança durante a instalação e manutenção do AWE no exterior da estação espacial.
O futuro da pesquisa da AWE
AWE é a primeira missão da NASA a tentar este tipo de ciência para fornecer informações sobre como as interações climáticas terrestres e espaciais podem afetar as comunicações por satélite e o rastreamento em órbita.
Após a instalação do AWE na Estação Espacial Internacional, o foco da equipe será compartilhar os dados e resultados do instrumento com a comunidade científica e o público.
