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Geo Síntese

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Space bling: satélites LAGEOS ‘joias’ nos ajudam a medir a Terra

Este poderia ser um dos satélites mais bonitos já feitos? Na verdade, é um dos gêmeos, pois há duas dessas esferas com joias orbitando a Terra.

E um deles carrega uma mensagem para o futuro, se houver alguém por perto para decifrá-la (mas mais sobre isso mais tarde).

Os gêmeos espaciais são os satélites LAGEOS (LAGEOS significa LAser GEOdynamic Satellite). O LAGEOS-1 foi lançado pelos Estados Unidos em 4 de maio de 1976, e o LAGEOS-2, feito pela Agência Espacial Italiana, foi lançado em 1992.

Então, este ano, a esfera original de 60 cm – seu design que rememe aos satélites esféricos do início da era espacial, como Sputnik, Vanguard e Echo – subirá 41 anos em órbita. É um veterano da ciência espacial.

A superfície do LAGEOS é pontilhada com 426 prismas de canto cúbico para refletir os pulsos de laser transmitidos de estações terrestres na Terra. Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

O interior de cada satélite é um cilindro de latão sólido, coberto por uma espessa concha de alumínio cravejada de 422 “jóias” feitas de sílica fundida e quatro feitas de germânio.

A sílica fundida é feita sem os ingredientes comuns do vidro do dia a dia, como cal e refrigerante. Tem um ponto de fusão muito maior e não vai rachar dos extremos de temperatura experimentados em órbita.

Isso é importante porque os satélites LAGEOS são essencialmente usados como refletores inertes, dos quais os lasers podem ser devolvidos.

Lasers espaciais

Os dois satélites viajam a cerca de 6.000 km da Terra em uma órbita polar circular.

Todos os dias, 35 estações de alcance laser por satélite em todo o mundo enviam pulsos a laser para interceptar os satélites LAGEOS. Duas dessas estações estão localizadas na Austrália, no Mte Stromlo no ACT e em Yarragadee em WA. A instalação do Mt Stromlo também é usada para rastrear lixo espacial.

Estações de alcance a laser em todo o mundo. Serviço Internacional de Alcance a Laser

O processo funciona assim. Um telescópio emite um feixe de laser voltado para o satélite, que atinge os olhos de vidro e é desviado de volta para a Terra, onde o telescópio o recebe.

O tempo demorado para a viagem de ida e volta indica a distância do satélite. Uma vez que o tempo é registrado e corrigido, sabemos a distância até o satélite naquele momento até a precisão do centímetro.

As mudanças nessa distância ao longo do tempo estão relacionadas a variações no campo gravitacional e na rotação da Terra, bem como a fatores ambientais no espaço orbital.

Os satélites LAGEOS (embora os mais bonitos) não são os únicos alvos da rede de alcance a laser. Outros satélites equipados com retrorreflectores incluem o Russian BLITS (Ball Lens in Space) e o ETALON 1 e 2, e os satélites Starshine de corrida estudantil.

Há também retrorrefletores na Lua – nos locais de pouso da Apollo 11, 14 e 15, e nos rovers russos Lunokhod 1 e 2.

As medições são coordenadas e disseminadas pelo International Laser Ranging Service.

Definindo a Terra

As informações fornecidas pelo LAGEOS 1 e 2 contribuíram para novas perspectivas da Terra, como ex-cientista do projeto David E. Smith explica:

Hoje, vemos a Terra como um sistema, com a forma, a rotação, a atmosfera, o campo gravitacional e os movimentos dos continentes do planeta, todos conectados. Nós tomamos isso como garantido agora, mas a LAGEOS nos ajudou a chegar a essa visão.

Nós tendemos a pensar na Terra como uma esfera perfeita, mas a distribuição de massa dentro dela é na verdade bastante irregular, o que significa que a força gravitacional não é igualmente distribuída.

Variações nas posições dos satélites ajudaram os cientistas a mapear com precisão essa distribuição para aumentar nosso conhecimento do geóide invisível sob a superfície.

O geoide é a superfície de potencial gravitacional igual de um oceano hipotético em repouso e serve como referência clássica para todas as características topográficas. ESA

O geoide é uma representação da Terra se você remover a influência das forças de maré e atmosféricas e imaginar os níveis do mar onde eles se destariam de acordo com a gravidade apenas.

Ainda mais importante, os dois satélites LAGEOS definem o ponto central, com base no centro de massa da Terra, para o Sistema Internacional de Referência Terrestre usado na navegação.

Outro objetivo é medir a velocidade e a direção do movimento da placa tectônica, o que causa deriva continental.

Mensagem para o futuro

Ambos os satélites LAGEOS são completamente passivos, sem instrumentos e sem combustível e baterias para acabar, o que significa que eles podem durar mais que a humanidade. Suas órbitas podem ficar estáveis por cerca de 8,4 milhões de anos, de acordo com a previsão original.

LAGEOS-1 é o portador de uma das comunicações interespécies que viajam no tempo de Carl Sagan.

A placa LAGEOS-1. No topo, os números de um a dez são escritos em notação binária, e a Terra é mostrada orbitando o Sol. Os três painéis inferiores retratam mapas da Terra em diferentes épocas. Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Ele concebeu um design – desenhado por Jon Lomberg, que também trabalhou com ele na Voyager Golden Records – retratando a deriva continental em três pontos no tempo: 268 milhões de anos atrás, quando havia apenas o supercontinente Pangaea, 1976 quando o satélite foi lançado e uma projeção de 8,4 milhões de anos no futuro. Os mapas estão gravados em uma fina placa de aço que foi enrolada ao redor do núcleo do cilindro de latão.

No entanto, você teria que abrir o satélite como um ovo para chegar à mensagem.

É precisamente o tipo de objeto de mistério alienígena que os escritores de ficção científica imaginam cair em um planeta e catalisar revelações pessoais e sociais, mesmo quando o objeto é impenetrável.

Quem sabe quem ou o que pode encontrá-lo em 8,4 milhões de anos, se durar tanto tempo. Vai derreter na reentrada, cair no oceano despercebido e sem luto, ou bater no que resta da Austrália como o Skylab, para ficar sob as estrelas por mais alguns milhões de anos?

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