Explicado: Eyes on the Sun, como a ISRO está se preparando para seu próximo salto gigante no espaço

Explicado: O ISRO está se preparando para enviar sua primeira expedição científica para estudar o sol. Batizada de Aditya-L1, a missão, que deve ser lançada no início do próximo ano, observará o Sol de uma curta distância.

Uma ilustração da Parker Solar Probe se aproximando do sol. (Fonte: NASA / Johns Hopkins APL)

No início deste mês, 47 novos artigos foram publicados em um suplemento especial do The Astrophysical Journal, analisando dados dos três primeiros sobrevôos do Parker Solar Probe , A missão histórica da NASA ao Sol. A sonda, lançada em 12 de agosto de 2018, completou sua quarta aproximação - chamada periélio - em 29 de janeiro, passando rapidamente a cerca de 3,93 lakh km / h, a uma distância de apenas 18,6 milhões de km da superfície do Sol.

Então, por que tudo isso é empolgante para a Índia?

Ao lado de outra missão à Lua, planejada para o próximo ano, e do primeiro voo espacial humano previsto para 2022, a Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO) também se prepara para enviar sua primeira expedição científica para estudar o sol. Batizada de Aditya-L1, a missão, com lançamento previsto para o início do próximo ano, observará o Sol de uma distância próxima e tentará obter informações sobre sua atmosfera e campo magnético.

A ISRO categoriza o Aditya L1 como um satélite da classe de 400 kg, que será lançado usando o Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) na configuração XL. O observatório baseado no espaço terá sete cargas úteis (instrumentos) a bordo para estudar a coroa do Sol, emissões solares, ventos e chamas solares e Ejeções de Massa Coronal (CMEs), e realizará imagens do Sol 24 horas por dia.

A missão será realizada em colaboração entre vários laboratórios da ISRO, juntamente com instituições como o Instituto Indiano de Astrofísica (IIA), Bengaluru, Centro Interuniversitário de Astronomia e Astrofísica (IUCAA), Pune e o Instituto Indiano de Ciência, Educação e Pesquisa (IISER), Calcutá. Aditya L1 será a segunda missão de astronomia baseada no espaço da ISRO depois do AstroSat, que foi lançado em setembro de 2015.

O que torna uma missão solar desafiadora é a distância do Sol da Terra (cerca de 149 milhões de km em média, em comparação com os apenas 3,84 lakh km até a Lua) e, mais importante, as temperaturas e radiações superaquecidas na atmosfera solar.

Todas as instituições participantes estão atualmente nos estágios finais de desenvolvimento de suas respectivas cargas úteis. Algumas cargas úteis foram criadas e estão em fase de teste, com cada componente sendo verificado e calibrado. Algumas cargas úteis estão em fase de integração de componentes individuais.

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Mas por que estudar o Sol é importante?

Cada planeta, incluindo a Terra e os exoplanetas além do Sistema Solar, evolui - e essa evolução é governada por sua estrela-mãe. O clima solar e o ambiente, que são determinados pelos processos que ocorrem dentro e ao redor do sol, afetam o clima de todo o sistema. Variações neste clima podem alterar as órbitas dos satélites ou encurtar suas vidas, interferir ou danificar os componentes eletrônicos a bordo e causar blecautes de energia e outros distúrbios na Terra. O conhecimento dos eventos solares é a chave para a compreensão do clima espacial.

Para aprender e rastrear tempestades direcionadas à Terra e prever seu impacto, são necessárias observações solares contínuas. Cada tempestade que emerge do Sol e se dirige para a Terra passa por L1, e um satélite colocado na órbita do halo em torno de L1 do sistema Sol-Terra tem a grande vantagem de ver continuamente o Sol sem qualquer ocultação / eclipses, diz a ISRO em seu local na rede Internet.

L1 refere-se ao Ponto 1 de Lagrange / Lagrange, um dos cinco pontos no plano orbital do sistema Terra-Sol. Os pontos de Lagrange, em homenagem ao matemático ítalo-francês Josephy-Louis Lagrange, são posições no espaço onde as forças gravitacionais de um sistema de dois corpos (como o Sol e a Terra) produzem regiões aprimoradas de atração e repulsão. Eles podem ser usados ​​por naves espaciais para reduzir o consumo de combustível necessário para permanecer na posição. O ponto L1 é o lar do Solar and Heliospheric Observatory Satellite (SOHO), um projeto de colaboração internacional da NASA e da Agência Espacial Européia (ESA).

O foguete Delta IV Heavy da United Launch Alliance com a Parker Solar Probe a bordo pode ser visto nesta foto de 10 de agosto de 2018. (Fonte: NASA / Bill Ingalls).

O ponto L1 está a cerca de 1,5 milhão de km da Terra, ou cerca de um centésimo do caminho até o sol. Aditya L1 fará observações contínuas olhando diretamente para o sol. Parker Solar Probe da NASA já foi muito mais perto - mas estará olhando para longe do sol. A primeira sonda solar Helios 2, uma joint venture entre a NASA e a agência espacial da antiga Alemanha Ocidental, chegou a 43 milhões de km da superfície do Sol em 1976.

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Que tipo de calor o Aditya L1 enfrentará?

O sobrevoo da Parker Solar Probe em 29 de janeiro foi o mais próximo que a espaçonave chegou do Sol em sua jornada planejada de sete anos até agora. Estimativas de modelagem de computador mostram que a temperatura no lado voltado para o Sol do escudo térmico da sonda, o Sistema de Proteção Térmica, atingiu 612 graus Celsius, mesmo com a espaçonave e os instrumentos atrás do escudo permanecendo em cerca de 30 ° C, disse a NASA. Durante os três periélios mais próximos da espaçonave em 2024-25, o TPS verá temperaturas em torno de 1370 ° C.

O Aditya L1 ficará muito mais longe, e não se espera que o calor seja uma grande preocupação para os instrumentos a bordo. Mas existem outros desafios.

Muitos dos instrumentos e seus componentes para esta missão estão sendo fabricados pela primeira vez no país, apresentando tanto um desafio quanto uma oportunidade para as comunidades científicas, de engenharia e espaciais da Índia. Um desses componentes são os espelhos altamente polidos que seriam montados no telescópio baseado no espaço.

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Devido aos riscos envolvidos, as cargas úteis em missões ISRO anteriores permaneceram em grande parte estacionárias no espaço; no entanto, o Aditya L1 terá alguns componentes móveis, disseram os cientistas. Por exemplo, o design da espaçonave permite várias operações da janela frontal do telescópio - o que significa que a janela pode ser aberta ou fechada conforme necessário.

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