O primeiro eclipse solar artificial da Proba-3

A missão Proba-3 da ESA revelou as suas primeiras imagens da atmosfera exterior do Sol – a coroa solar. Os dois satélites da missão, capazes de voar como uma única nave espacial graças a um conjunto de tecnologias de posicionamento a bordo, conseguiram criar o seu primeiro “eclipse solar total artificial” em órbita. As imagens coronais resultantes demonstram o potencial das tecnologias de voo em formação, ao mesmo tempo que fornecem dados científicos de valor incalculável que irão melhorar a nossa compreensão do Sol e da sua enigmática atmosfera.

Duas naves espaciais a voar como uma só

No passado mês de março, a missão Proba-3 conseguiu o que nenhuma outra tinha conseguido antes – as suas duas naves espaciais, a ‘Coronagraph’ e a ‘Occulter’, voaram a 150 metros de distância em formação perfeita durante várias horas sem qualquer controlo a partir do solo.

Enquanto estiveram alinhadas, as duas naves mantiveram a sua posição relativa até um único milímetro – um feito extraordinário possibilitado por um conjunto de tecnologias inovadoras de navegação e posicionamento.

Demonstrando o grau de precisão alcançado, as duas naves espaciais utilizam o seu tempo de voo em formação para criar eclipses solares totais artificiais em órbita – alinham-se com o Sol de modo a que o disco de 1,4 m de diâmetro transportado pela nave ‘Occulter’ cubra o disco brilhante do Sol para a nave ‘Coronagraph’, projetando uma sombra de 8 cm de diâmetro sobre o seu instrumento ótico, o ASPIICS.

Este instrumento, abreviatura de “Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun”, foi desenvolvido para a ESA por um consórcio industrial liderado pelo Centro Espacial de Liège, na Bélgica. Quando a sua abertura de 5 cm está coberta pela sombra, o instrumento capta imagens da coroa solar sem ser interrompido pela luz brilhante do Sol.

A observação da coroa é crucial para revelar o vento solar, o fluxo contínuo de matéria do Sol para o espaço exterior. É também necessária para compreender o funcionamento das ejeções de massa coronal (EMCs), explosões de partículas enviadas pelo Sol quase todos os dias, especialmente durante períodos de grande atividade.

Estes eventos podem criar auroras espantosas no céu noturno, mas também representam sérias ameaças à tecnologia moderna. Podem perturbar significativamente as comunicações, a distribuição energética e os sistemas de navegação na Terra, como aconteceu em maio de 2024.

As imagens coronais resultantes das primeiras rondas de observações do ASPIICS fornecem um vislumbre dos dados valiosos que podemos esperar desta missão produtora de eclipses.

O misterioso halo

A ardente coroa do Sol atinge temperaturas superiores a um milhão de graus Celsius, muito mais quente do que a superfície por baixo dela. Esta contraintuitiva diferença de temperatura há muito que é objeto de discussão na comunidade científica.

O ASPIICS da Proba-3 está a resolver este mistério estudando a coroa muito perto da superfície do Sol. Também consegue ver mais pormenores, detetando características mais ténues do que os coronógrafos tradicionais, graças a uma redução drástica da quantidade de luz “dispersa” que chega ao detetor.

Joe Zender, cientista do projeto Proba-3, acrescenta: “Ver os primeiros dados do ASPIICS é incrivelmente excitante. Juntamente com as medições efetuadas por outro instrumento a bordo, o DARA, o ASPIICS contribuirá para desvendar questões de longa data sobre a nossa estrela natal”.

O DARA (Digital Absolute Radiometer) medirá a irradiância solar total – exatamente a quantidade de energia que o Sol emite em cada momento. Um terceiro instrumento científico da missão Proba-3, o 3DEES (3D Energetic Electron Spectrometer), irá detetar eletrões nas cinturas de radiação da Terra, medindo a sua direção de origem e níveis de energia.

Como criar um eclipse solar

“Fiquei absolutamente entusiasmado ao ver as imagens, especialmente porque as obtivemos à primeira tentativa”, comenta Andrei Zhukov, investigador principal do ASPIICS no Observatório Real da Bélgica. “Agora estamos a trabalhar para aumentar o tempo de observação para seis horas em cada órbita”.

Andrei explica: “Cada imagem completa – cobrindo a área desde o Sol oculto até ao limite do campo de visão – é efetivamente construída a partir de três imagens. A diferença entre elas é apenas o tempo de exposição, que determina quanto tempo a abertura do coronógrafo é exposta à luz. A combinação das três imagens dá-nos a visão completa da coroa.

“As nossas imagens do ‘eclipse artificial’ são comparáveis às obtidas durante um eclipse natural. A diferença é que podemos criar o nosso eclipse uma vez em cada órbita de 19,6 horas, enquanto os eclipses solares totais só ocorrem naturalmente uma vez, muito raramente duas vezes por ano. Para além disso, os eclipses totais naturais duram apenas alguns minutos, enquanto a Proba-3 pode manter o seu eclipse artificial até 6 horas”.

O diretor da missão Proba-3, Damien Galano, salienta: “O facto de duas naves espaciais formarem um coronógrafo gigante no espaço permitiu-nos captar a coroa interior com níveis muito baixos de luz dispersa nas nossas observações, exatamente como esperávamos.

“Embora ainda estejamos na fase de comissionamento, já conseguimos um voo de formação precisa com uma exatidão sem precedentes. Foi isto que nos permitiu captar as primeiras imagens da missão, que serão sem dúvida de grande valor para a comunidade científica.

“Os voos em formação que conseguimos até agora foram realizados de forma autónoma, mas sob a supervisão da equipa de controlo em terra, que estava pronta a intervir para corrigir quaisquer potenciais desvios. A única tarefa que nos resta é alcançar a autonomia total, altura em que a nossa confiança no sistema será tal que nem sequer faremos uma monitorização de rotina a partir do solo”.

// ESA (comunicado de imprensa)

Saiba mais:

Proba-3 (Project for On-Board Autonomy 3):
ESA
ESA – 2
Kit para os media (PDF)
Wikipedia

Sol:
Wikipedia
Coroa solar (Wikipedia)