A NASA realizou recentemente com sucesso duas missões de lançamento de foguetes de sondagem no Alasca, enviando três foguetes diretamente para a linda aurora boreal. Pela primeira vez, ele "entrou furtivamente" no sistema secreto e poderoso de corrente por trás desta maravilha do céu para obter dados de observação in-situ de alta qualidade.
A operação inclui a missão Black and Diffuse Auroral Science Surveyor e uma missão de foguete duplo chamada GNEISS (Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science), ambas lançadas a partir do Poker Flat Research Range, perto de Fairbanks.
O foguete "Dark and Diffuse Aurora Science Surveyor" decolou do Alasca às 3h29, horário local, em 9 de fevereiro, voando a uma altitude de aproximadamente 224 milhas (aproximadamente 360 quilômetros). A líder do projeto, Marilia Samara, disse que todos os instrumentos científicos e cargas de verificação técnica transportados pelo foguete estão operando normalmente, e a equipe obteve dados de altíssima qualidade, que fornecem informações valiosas para a análise da “escuridão” e das estruturas difusas da aurora.
Imediatamente a seguir veio a missão de foguete duplo GNEISS, que foi lançada sucessivamente às 1:19:00 e 1:19:30 do dia 10 de fevereiro. Os dois foguetes voaram sobre o mesmo cinturão de auroras quase ao mesmo tempo, com as altitudes de vôo mais altas sendo de aproximadamente 198,3 milhas (319,06 quilômetros) e 198,8 milhas (319,94 quilômetros), respectivamente. A líder do projeto, Christina Lynch, professora do Dartmouth College, disse que todas as estações terrestres, subcargas e barras de instrumentos estendidas funcionaram conforme o esperado, e a equipe estava “muito satisfeita” com as operações de lançamento e o desempenho dos dados preliminares.
Os cientistas salientaram que o fenómeno da aurora é essencialmente o fluxo de electrões de alta energia do espaço para a atmosfera superior da Terra e a luminescência produzida após a colisão com moléculas de gás, tal como a corrente que passa através de um filamento para acender uma lâmpada. Mas a luz ofuscante é apenas parte de todo o enorme circuito: em qualquer circuito, a corrente deve formar um circuito fechado. Os feixes de elétrons que fluem para a atmosfera para produzir a aurora são relativamente concentrados, enquanto os elétrons de “retorno” que completam o circuito são mais caóticos e se moverão sob a influência de colisões, campos de vento, diferenças de pressão e mudanças nos campos elétricos e magnéticos, e eventualmente encontrarão o caminho de volta ao espaço.
Para entender verdadeiramente como esse enorme circuito se fecha, não basta apenas saber para onde o foguete voa. Os pesquisadores devem mapear como a corrente de retorno se espalha na atmosfera. Isto requer rastrear muitos caminhos ao mesmo tempo, o que é um enorme desafio técnico. Para este fim, a missão GNEISS construiu uma solução de imagem tridimensional semelhante à "tomografia computadorizada" médica através de "colaboração de duas setas + rede de recepção terrestre" para reconstruir a estrutura da corrente auroral no plasma de alta altitude.
Durante o voo, os dois foguetes passaram pela mesma área auroral ao longo de trajetórias semelhantes, mas ligeiramente diferentes, e cada um liberou quatro subcargas para conduzir observações simultâneas em vários pontos dentro da área luminosa. O foguete envia continuamente sinais de rádio para o solo, que são “reescritos” à medida que passam pelo plasma circundante, semelhante à forma como os raios X são absorvidos diferencialmente ao passar por diferentes tecidos do corpo humano. Ao analisar pequenas mudanças nos sinais, os pesquisadores invertem a distribuição da densidade do plasma e as localizações dos canais atuais para obter um "mapa atual" tridimensional em grande escala do ambiente auroral.
A corrente Auroral não é apenas um problema físico básico, mas também está intimamente relacionada ao “clima espacial”. Os cientistas salientam que estas correntes controlam a forma como a energia do espaço se deposita e se distribui na atmosfera superior da Terra. Quando as correntes se espalham, podem aquecer a atmosfera local, estimular ventos fortes e criar turbulência, afetando potencialmente os satélites que voam ou passam naquela altitude. Nos últimos anos, a comunidade de investigação científica tem realizado investigação conjunta multi-ângulo através de observações ópticas terrestres e satélites em órbita. Entre eles, a missão do satélite EZIE da NASA, lançada em março de 2025, está monitorando as correntes aurorais do espaço, complementando a medição in-situ de “passagem” deste foguete.
Durante esta janela de lançamento, a NASA implementou simultaneamente a missão “Dark and Diffuse Aurora Scientific Surveyor”, com foco na detecção de manchas escuras na aurora chamadas “auroras negras”. A teoria atual sugere que essas áreas anormalmente "escurecidas" podem marcar reversões locais acentuadas do fluxo de corrente, desempenhando um papel fundamental no circuito geral. A missão foi adiada em 2025 devido a condições climáticas e científicas insatisfatórias. Este voo bem sucedido significa que a equipa de investigação científica tem finalmente o primeiro lote de dados sistemáticos para estudar esta área.
Os pesquisadores disseram que a aurora é o resultado da interação entre o plasma espacial, o campo magnético da Terra e a atmosfera, que envolve correntes, partículas carregadas e inúmeras colisões microscópicas. É uma “janela” importante para a compreensão do ambiente espacial da Terra. Ao contrário de "olhar" para a aurora na superfície por um longo tempo, os foguetes de sondagem oferecem aos cientistas uma rara oportunidade de viajar diretamente através da aurora quando ela está mais ativa e enviar instrumentos para áreas-chave para realizar tarefas precisas "curtas, planas e rápidas". Através de observações de alta resolução espacial e temporal, os investigadores estão a converter a luz e a sombra fugazes do céu em conhecimento profundo que revela como o clima espacial molda o nosso planeta.