EUA querem estimular a ionosfera da Terra com bombas de plasma

Para melhorar as comunicações de rádio

Enxame de microssatélites CubeSat. Foto: NASA

Muitos radioamadores sabem que receber sinais de rádio à noite é muito melhor do que durante o dia. Após o pôr do sol, você pode receber um som nítido das estações de rádio que não são recebidas durante o dia. Mesmo daqueles que estão a centenas de quilômetros de distância.

A razão para o fenômeno é que, à noite, ondas curtas são mais capazes de refletir a partir da ionosfera - a atmosfera superior, altamente ionizada devido à exposição ao sol. Se o alcance da comunicação estável em visibilidade direta é de 70 km, a ionosfera funciona como uma espécie de amplificador de sinal, aumentando significativamente a distância.

A ionosfera começa a uma altitude de cerca de 60 km, consiste em uma mistura de um gás de átomos e moléculas neutros (principalmente nitrogênio N ₂ e oxigênio O ₂ ) e um plasma quase neutro, no qual o número de partículas carregadas negativamente é apenas aproximadamente igual ao número de cargas positivas.

À noite, a densidade da ionosfera aumenta, o que explica a melhor qualidade da recepção do sinal das estações de rádio. Mas por que não tentar alcançar esse efeito durante o dia, se for necessário para fins militares e civis?

Essa é precisamente a idéia que surgiu para os engenheiros da Força Aérea dos EUA. Agora eles estão desenvolvendo planos para o bombardeio de plasma da atmosfera superior da Terra pelos microssatélites CubeSat.

Os satélites devem ionizar a atmosfera, melhorando a densidade da ionosfera e suas propriedades refletivas.

De um modo geral, essa não é a primeira tentativa de melhorar as qualidades reflexivas da ionosfera, a fim de aumentar o alcance das comunicações por radar e rádio, escreve New Scientist. Tal tentativa foi feita no âmbito do HAARP (Programa de Pesquisa Auroral Ativa de Alta Frequência) - “Programa de Pesquisa em Consciência de Alta Frequência Aurora”. O projeto foi lançado na primavera de 1997 no Alasca, onde eles construíram uma série de antenas, um radar de radiação incoerente com uma antena de vinte metros de diâmetro, localizadores a laser, magnetômetros, computadores para processamento de sinais e controle de campo de antenas. Todo o complexo era alimentado por uma poderosa central elétrica a gás e seis geradores a diesel.


Campo de antena do Aurora Research Program pela exposição em alta frequência no Alasca - a primeira tentativa de influenciar a ionosfera da Terra. Foto: Força Aérea dos EUA / 2º Tenente J. Elaine Hunnicutt

Aparentemente, o projeto não teve muito sucesso. Em maio de 2014, o porta-voz da Força Aérea dos EUA, David Walker, anunciou que o comando não apoiaria mais a instalação. Decidiu-se fechar permanentemente a estação, e os engenheiros foram instruídos a desenvolver outras maneiras de estimular a ionosfera.

O bombardeio por microssatélites é uma dessas novas opções.

Os minúsculos microssatélites cúbicos CubeSat de 10 centímetros podem ser espalhados a uma altitude de 60 km em grandes números. Eles são capazes de liberar uma grande quantidade de gás ionizado (plasma) diretamente na ionosfera.

Essa barreira de plasma, de acordo com a Força Aérea dos EUA, pode ser usada não apenas para aumentar o alcance das comunicações de rádio, mas também para bloquear o sinal de satélites estrangeiros (essa possibilidade deve ser estudada), bem como para reduzir o impacto negativo do vento solar (geralmente é uma opção semi-fantástica).

O plano dos engenheiros americanos tem pelo menos dois problemas tecnológicos. Primeiro, como encaixar um gerador de plasma em um volume de satélite em miniatura de 10 x 10 x 10 cm e, em seguida, como controlar a ejeção do plasma.

Para resolver esses problemas técnicos, a Força Aérea dos EUA alocou doações para três empresas privadas. Das opções propostas, a melhor solução será escolhida. Ele será verificado primeiro em uma câmara de vácuo e depois durante uma missão de pesquisa espacial, antes de ser tomada uma decisão sobre o bombardeio em massa da ionosfera por esses satélites.

A empresa General Sciences, com pesquisadores da Universidade de Drexel (Filadélfia), está trabalhando em um método de reação química que pode ser usado para aquecer o metal a um ponto de ebulição. Os vapores de metal reagirão com o oxigênio atmosférico e ionizarão o gás.

A Enig Associates, juntamente com os físicos da Universidade de Maryland, oferece uma abordagem mais radical, embora o conceito básico seja o mesmo. Mas eles querem aquecer rapidamente o metal usando a detonação de uma pequena bomba, transformando a energia da explosão em energia elétrica. Nesse caso, é possível controlar a forma das nuvens de gás ionizado controlando a direção da explosão.

Até agora, os projetos estão em um estágio experimental muito inicial. De fato, estamos apenas dando os primeiros passos no estudo do uso de plasma artificial para modificar a ionosfera da Terra. Cientistas independentes dizem que será uma tarefa extremamente difícil encaixar uma fonte de energia suficientemente poderosa em um volume de satélite tão pequeno para gerar gás ionizado suficiente. As dificuldades enfrentadas pelos pesquisadores podem ser intransponíveis.

Os cientistas também duvidam que os microssatélites sejam capazes de reduzir de alguma forma a influência do vento solar, que sopra toda a Terra. Isso pode ser comparado à tentativa de parar a tempestade do mar com blocos de proteção separados.

De qualquer forma, é uma tentativa muito interessante de influenciar a natureza.

Source: https://habr.com/ru/post/pt396611/