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Espaço

Lançada sonda espacial que fará cartografia da gravidade da Terra

ESA - 18/03/2009

Lançada sonda espacial que fará cartografia da gravidade da Terra

[Imagem: ESA]

A Agência Espacial Europeia (ESA) lançou ontem a sonda espacial GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), que inaugura um novo capítulo na história da observação da Terra.

Além de ser uma das mais belas sondas espaciais já lançadas, a GOCE é o primeiro de uma nova família de satélites da ESA concebidos para estudar o nosso planeta e o seu ambiente, a fim de melhorar o conhecimento e a compreensão da formação e da evolução do nosso planeta.

Lançada por um foguete russo Rockot, depois de uma série de atrasos por motivos técnicos, a sonda foi colocada numa órbita baixa da Terra, quase heliossíncrona. Pesando 1052 kg, ela foi colocada com sucesso numa órbita polar circular, a 280 km de altitude com uma inclinação de 96,7º para o Equador.

Gravidade e geóide

Durante 24 meses, a sonda irá recolher dados tridimensionais da gravidade terrestre ao longo da superfície de todo o planeta. Os dados serão processados para produzir o mapa mais preciso já feito do campo gravitacional da Terra, permitindo aperfeiçoar o formato do geóide: a verdadeira forma de referência do nosso planeta.

O conhecimento preciso do geóide, que pode ser considerado como a superfície de um oceano global ideal em repouso, terá um papel muito importante em estudos futuros do nosso planeta, dos oceanos e da atmosfera. Ele servirá ainda de modelo de referência para medir e modelar as alterações do nível do mar, a circulação dos oceanos e a dinâmica das calotas de gelo polares.

Equipamentos únicos em uma espaçonave única

Lançada sonda espacial que fará cartografia da gravidade da TerraO principal instrumento científico da sonda GOCE é um Gradiômetro de Gravidade Eletrostática de última geração que incorpora seis acelerômetros altamente sensíveis, montados aos pares ao longo de três eixos perpendiculares numa estrutura carbono-carbono ultra-estável. A missão irá medir não a gravidade propriamente dita mas as pequenas diferenças de gravidade entre os pares de acelerômetros que estão a 50 cm de distância uns dos outros.

Os dados recolhidos pela GOCE irão fornecer uma precisão de 1 a 2 cm na altitude do geóide e 1 mGal para a detecção de anomalias do campo de gravidade (as montanhas, por exemplo, costumam provocar variações gravitacionais locais que vão desde dezenas de miligal a aproximadamente uma centena). A resolução espacial será melhorada de várias centenas ou milhares de quilômetros em missões anteriores para 100 km com a GOCE.

Sonda em formato de flecha

Para obter o máximo desempenho do Gradiômetro, a GOCE foi concebida para proporcionar um ambiente altamente estável e sem distúrbios, apesar da sua órbita de baixa altitude que força a nave espacial a suportar um atrito suave mas significativo das camadas superiores da atmosfera. Esta é a principal razão para o seu design aerodinâmico e esguio em forma de flecha com 5 metros de comprimento.

A nave espacial incorpora igualmente dois motores de iões de xénon de baixa potência, um principal e um de reserva, cada um capaz de debitar 1 a 20 mili-Newtons de impulso (a força equivalente à nossa exalação). Estes propulsores serão usados para compensar em tempo real o arrastamento atmosférico, com base na aceleração média detectada pelos dois acelerómetros montados ao longo do eixo de velocidade.

O design e a estrutura da nave espacial foram também otimizados para filtrar todo o tipo de distúrbios, utilizando materiais ultraestáveis para limitar os efeitos térmicos cíclicos, sem quaisquer peças desdobráveis ou móveis.

Comissionamento

Durante as próximas seis semanas, a sonda GOCE passará por um período chamado "comissionamento", quando os engenheiros verificarão o funcionamento de todos os seus circuitos.

Se tudo der certo nessa etapa, a nave espacial será transferida para a sua órbita operacional a 263 km de altitude e a sua carga útil passará por mais seis semanas de comissionamento e calibragem.

O início das operações da missão científica propriamente ditaestá previsto para o final de Junho deste ano.

Cartografia do campo gravitacional da Terra

Lançada sonda espacial que fará cartografia da gravidade da TerraA cartografia do campo de gravidade da Terra com esta precisão será útil para todas as áreas das ciências da Terra.

Para a geodesia, irá proporcionar um modelo de referência unificado para medições de altura em todo o mundo, eliminando as descontinuidades entre os sistemas de altura para as diversas massas terrestres, países e continentes. Isto irá permitir um melhor levantamento das alterações do nível do mar, dando margem a uma revisão dos dados históricos de mais de 200 anos de medição dos níveis do mar registrados em todo o mundo.

Para a oceanografia, um melhor conhecimento do campo de gravidade irá reduzir significativamente as incertezas atuais no que dizrespeito à transferência de massa e calor dos oceanos, o que se traduzirá em enormes melhorias nos modelos globais de circulação dos oceanos e de previsão climática.

A sonda GOCE irá ainda melhorar o nosso conhecimento acerca do substrato rochoso das calotas polares na Groenlândia e na Antártida. O mapa geóide preciso permitirá uma melhor determinação orbital para satélites que monitoram o manto de gelo e, assim, uma maior precisão das medições.

Para a geofísica, combinando os resultados da GOCE com os dados do magnetismo, da topografia e da sismologia, a missão irá ajudar a produzir mapas detalhados em 3D das variações de densidade na crosta terrestre e no manto superior. Esta será uma importante contribuição para a melhoria de toda a modelagem de bacias sedimentares, fendas, movimentos tectônicos e alterações verticais do mar/terra, melhorando a nossa compreensão dos processos responsáveis pelas catástrofes naturais.

Portas abertas para novas missões

"O sucesso deste lançamento marca o despontar de uma nova geração de satélites de ciências da Terra," afirmou Volker Liebig, Diretor dos Programas de Observação da Terra da ESA. "Trata-se do primeiro de uma nova geração de pequenos satélites científicos específicos e abre caminho para mais missões do programa Earth Explorer. Os cientistas aguardam impacientemente os conjuntos de dados obtidos nestas missões. Temos mais quatro lançamentos previstos para os próximos dois anos; isto significa que estamos numa fase muito ativa."

A GOCE é a primeira missão do projeto Earth Explorer, por sua vez parte do programa Living Planet da ESA, que teve início em 1999 para promover a investigação sobre a atmosfera, biosfera, hidrosfera, criosfera interior da Terra, a sua interacção e o impacto das atividades humanas nestes processos naturais.

Mais duas missões, selecionadas para focarem temas específicos de grande interesse público, estão já em desenvolvimento: A ADM-Aeolus para a dinâmica atmosférica (2011) e a EarthCARE para investigar o equilíbrio radioativo da Terra (2013).

Estão já em preparação três pequenas Missões de Oportunidade Earth Explorer: o Cryosat 2 para medir a espessura do manto de gelo (2009), o SMOS para estudar a umidade do solo e a salinidade dos oceanos (2009) e o Swarm para analisar a evolução do campo magnético (2011).







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