Solar Orbiter divulga os primeiros dados ao público

A ESA divulgou os primeiros dados da Solar Orbiter à comunidade científica e ao público em geral. Os instrumentos que contribuem para a publicação dos dados vêm do conjunto de instrumentos in situ que medem as condições que envolvem a aeronave.

Os instrumentos que contribuem com dados para a publicação são o Energetic Particle Detector (Detetor de Partículas Energéticas, EPD), o instrumento Radio and Plasma Waves (Ondas de Rádio e Plasma, RPW) e o Magnetómetro (MAG). Os dados do quarto instrumento in situ, o Solar Wind Plasma Analyzer (Analisador do Plasma do Vento Solar, SWA), serão divulgados ainda este ano. Os instrumentos de sensoriamento remoto da Solar Orbiter só iniciarão as suas operações nominais em novembro de 2021. Estes continuarão a realizar testes e calibrações durante curtos intervalos até então.

Solar Orbiter Instruments

Assim que uma missão chega ao espaço, as equipas trabalham para comissionar os instrumentos e começar a coletar dados científicos. Assim que as informações começam a fluir, o interesse aumenta para a primeira publicação de dados.

No caso de muitas missões espaciais, a primeira publicação de dados ocorre, geralmente, após seis meses ou um ano, para recompensar as equipas que construíram os instrumentos com uma primeira análise exclusiva dos dados. Muito antes do lançamento, no entanto, foi acordado que com a Solar Orbiter seria diferente.

Queremos que a Solar Orbiter seja uma das missões mais abertas. Isto significa estar aberto a todo o mundo, não apenas às equipas que construíram os instrumentos,” afirma Yannis Zouganelis, Cientista Adjunto do Projeto Solar Orbiter da ESA.

Com base na abordagem bem-sucedida de missões de física solar anteriores, foi decidido que o tempo entre os dados serem recebidos na Terra e a sua publicação para o mundo seria de no máximo 90 dias. Durante este período, as equipas dos instrumentos calibram os dados obtidos pela Solar Orbiter a partir da sua distância ao sol em constante mudança. Isto seria uma reviravolta rápida na melhor das hipóteses; com os desafios sem precedentes da pandemia este ano, é uma dupla conquista cumprir o prazo.

Fazer isto em tempos de COVID-19 foi muito desafiador,” diz Yannis, “mas estamos prontos para entregar os dados à comunidade científica de acordo com o plano, para que possam fazer ciência com eles.”

Veja o vídeo

O trabalho começa muito antes do lançamento, com as várias equipas de instrumentos a prepararem-se para receber e processar os seus dados. As próprias equipas são compostas por dezenas de pessoas, geralmente em muitos países diferentes.

Assim que os instrumentos estejam a recolher dados, a missão entra numa fase de calibração na qual muito trabalho é colocado por cada equipa de instrumentos, para entender como o seu instrumento está a funcionar no espaço, se os dados retornados são os esperados, e quais as propriedades dos instrumentos e aeronave precisam ser corrigidas. Por exemplo, as leituras do instrumento dependem da temperatura do detetor, mas frequentemente os termómetros estão, por necessidade, localizados a uma certa distância. Assim, os dados devem ser calibrados com o comportamento térmico ‘em órbita’ real da aeronave.

Uma vez compreendido o instrumento de trabalho, as equipas processam os dados e enviam-nos para o Centro Europeu de Astronomia Espacial (ESAC) da ESA, perto de Madrid. Lá, os dados são arquivados no Centro de Dados Científicos da ESAC e disponibilizados ao público.

É um esforço coordenado que envolve dezenas de pessoas de muitas equipas diferentes, muitos países diferentes e todas as partes têm que trabalhar juntas, como uma orquestra, para garantir que tudo esteja pronto na hora certa,” diz Yannis.

Esta orquestra é dirigida pelo cientista do arquivo Solar Orbiter da ESA, Pedro Osuna, em conjunto com o Centro de Dados Científicos do ESAC. O esforço requer um compromisso prático e dedicado de todas as equipas de instrumentos para transformar os dados brutos em produtos calibrados para análise científica.

Quando os dados são recebidos em campo, são dados brutos, apenas uns e zeros,” diz Javier Rodríguez-Pacheco, da Universidade de Alcalá, e Investigador Principal do EPD. “Estes são-nos enviados e nós transformamo-los em unidades físicas que podem ser usadas para fins científicos.”

Para este primeiro lançamento de dados, Javier diz que a maioria dos dados foi limpa e calibrada manualmente, mas no futuro, assim que se entenderem completamente as respostas dos diferentes sensores EPD, estão a procurar criar um canal de dados que será capaz de automatizar amplamente o processo. Porém, haverá sempre alguém a supervisionar o processo.

Os dados divulgados pelo RPW vêm de leituras feitas depois de 15 de junho, porque o período anterior foi a fase de comissionamento e não a fase científica. “No período de comissionamento, fazemos todo o tipo de coisas estranhas com o instrumento,” diz Jan Soucek, Instituto de Física Atmosférica da Academia Checa de Ciências de Praga e Co-investigador Principal do RPW.

Neste modo, as leituras são coletadas de várias maneiras diferentes e isto torna-as pouco adequadas para a ciência. “Se quiser olhar para as estatísticas, precisa ter a certeza de que está a medir as coisas de uma maneira consistente, portanto, se estivermos constantemente a tocar o instrumento, ele não será muito consistente,” diz Jan.

Mas, tal como os outros instrumentos, assim que o seu comportamento for conhecido, os dados podem ser processados com relativa facilidade e rapidez.

Solar Orbiter boom deployment and first magnetic field measurements

No caso do MAG, o trabalho era aprender sobre todos os pequenos campos magnéticos que a própria aeronave gera quando os seus vários circuitos e equipamentos são ligados e desligados. Tim Horbury, Imperial College, e Investigador Principal do MAG, diz que o fato de os dados estarem prontos a tempo é uma prova do trabalho árduo da equipa de engenharia do Imperial College.

Eles trabalharam incrivelmente duro nos últimos meses. Tem sido um trabalho imenso,” diz ele. “Há muito do que estamos a lançar que ninguém realmente olhou até agora em grande detalhe. Portanto, tenho certeza de que também haverá todo um conjunto extra de maravilhas – apenas não sabemos ainda quais são. Há muita coisa para as pessoas fazerem, e eu realmente espero que elas se envolvam.”

O quarto instrumento in situ, SWA, ainda está a trabalhar no seu processamento de dados e calibração. “Tivemos vários desafios iniciais ao operar com segurança com as altas tensões que são parte integrante de todos os nossos três sensores,” disse Christopher Owen, Mullard Space Science Laboratory, University College London, e Investigador Principal do SWA. “Como consequência, não fomos capazes de coletar tantos dados ou gastar tanto tempo para entender o desempenho como gostaríamos.”

No entanto, Chris está otimista. “Os próprios sensores estão fundamentalmente saudáveis e podemos ver, pelos dados que temos, que estes são capazes de fornecer grande ciência e cumprir as funções importantes que desempenham no cumprimento de objetivos científicos de missão exclusivos,” diz ele.

Entretanto, existem dados mais do que suficientes dos outros instrumentos para a comunidade científica começar a trabalhar. Paralelamente ao lançamento de dados, uma edição especial da revista Astronomy and Astrophysics está a ser publicada, contendo descrições da missão e dos instrumentos.

Agora, qualquer cientista de qualquer país pode obter os dados e fazer ciência com eles. Na verdade, já existem centenas de cientistas a trabalharem juntos para dar sentido a estes dados únicos,” diz Yannis.

Notícia e imagens: ESA



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