Novo modelo da NASA revela o mundo invisível dos asteróides eletrificados.
O vento solar soprando da superfície do sol a mais de um milhão de quilômetros por hora envolve todos os objetos do sistema solar, formando redemoinhos e vórtices no seu caminho. Campos magnéticos deslocados pelo vento solar torcem, dobram e quebram ao colidir com os campos de outros objetos do sistema solar, acelerando partículas a mais de um milhão de quilômetros por hora, gerando correntes elétricas em tempestades magnéticas que, ao redor da terra, podem danificar tecnologias vulneráveis, como satélites e redes de distribuição de energia.
Em objetos sem atmosfera, tais como luas e asteróides, a luz solar ejeta elétrons da matéria, criando uma carga positiva forte em áreas iluminadas pelo sol. O vento solar é um gás condutivo conhecido como plasma, onde a matéria está separada em elétrons, relativamente leves, e íons positivos milhares de vezes mais pesados. Enquanto as áreas iluminadas podem acumular uma carga positiva, as áreas na sombra recebem uma carga negativa quando os elétrons do vento solar as atingem na frente dos íons mais pesados para preencher os vazios criados pelo vento solar.
A terra está protegida dos efeitos diretos dessas atividades pelo seu campo magnético, mas objetos sem atmosfera nem campos repelentes, tais como asteróides pequenos, não têm nenhuma proteção.
Pesquisadores financiados pelo Instituto de Pesquisas Espaciais Virtuais (SSERVI) desenvolveram um modelo de computador capaz de prever e visualizar a interação entre o vento solar, a radiação solar e a superfície de asteróides em detalhes em precedentes.
"Nosso modelo é o primeiro a fornecer vistas bidimensionais detalhadas da interação complexa entre a atividade solar e objetos pequenos, como asteróides, usando uma técnica computacional adaptativa que torna essas simulações muito eficientes," informa Michael Zimmerman, líder do projeto no Laboratório de Física Aplicada na universidade John Hopkins em Laurel, Maryland.
De acordo com Zimmerman, os modelos anteriores, baseados em grade, são menos eficientes por dedicar recursos computacionais por igual em todas as áreas. O novo modelo "em árvore" se adapta continuamente ao fluxo do plasma, aplicando mais recursos a áreas com muita atividade complexa, deixando menos para as áreas mais simples.
"Nosso modelo calcula a interação asteróide-atividade solar em alguns dias, " diz Zimmerman. "Para fazer o mesmo cálculo em grade com a mesma resolução precisaria algumas semanas ou um supercomputador." Zimmerman é o autor principal da pesquisa disponível on-line na revista Icarus desde 4 de abril 2014.
Zimmerman e seu grupo pretendem aplicar o modelo para verificar se a atividade elétrica ao redor de asteróides apresenta riscos para exploradores humanos.
"Por exemplo, conhecendo o ambiente elétrico ao redor do asteróide pode localizar pontos onde os astronautas podem fazer o contato inicial com o objeto em segurança," diz o co-autor William Farrell do Centro Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland.
"Se um astronauta está ligado à espaçonave na luz solar e com cargas positivas toca na superfície do asteróide carregada negativamente, pode ocorrer uma corrente inesperada entre os dois objetos no momento do contato. Sem esse modelo não temos como especular sobre a natureza da corrente."
O modelo também serve para prever a interação entre o asteróide e a espaçonave. "Um dos motivos para visitar asteróides é porque são restos relativamente intocados da formação do sistema solar, capazes de fornecer informações sobre a formação dos planetas e a origem da vida", diz Farrell.
"No entanto, espaçonaves emanam gases, como a água, que ionizam, e esses íons podem contaminar a superfície do asteróide que queremos pesquisar. O novo modelo de asteróide nos permite estimar o grau de absorção de íons e contaminação sobre diversas regiões."
Farrell é o investigador principal de um dos nove grupos da SSERVI, conhecido como Dynamic Response of the Environment at Asteroids, the Moon, and moons of Mars (DREAM2), que financiou parte do desenvolvimento do modelo.
O modelo revela que o vento solar ao redor de um asteróide pequeno exibe alguns fenômenos já observados diretamente na superfície lunar, confirmando a confiança dos resultados. Por exemplo, se forma uma nuvem de elétrons bem definida sobre a superfície iluminada, e uma onda supersônica de baixa densidade por trás do objeto. Como em todo modelo computacional, isso tem que ser confirmado por medições reais em futuras missões aos asteróides.
"Nos nossos planos está expandir o modelo a previsões e visualizações em três dimensões, e acrescentar a simulação de infraestrutura de exploração condutiva e os efeitos de campos magnéticos," diz Zimmerman.
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O tradutor é técnico em eletrônica, tendo trabalhado com instrumentação industrial, automação e controle de processo, programação de computador e supervisão de equipe de montagem. Fora o português tem fluência total em inglês e sueco. Faz traduções técnicas desde 2005.
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