Instrumento REAL da NASA permite medições de alta fidelidade de partículas energéticas nos cinturões de radiação da Terra.

Um novo instrumento desenvolvido para a missão CubeSat REAL (Relativistic Electron Atmospheric Loss) da NASA está fornecendo medições sem precedentes de partículas de alta energia nos cinturões de radiação da Terra. O instrumento compacto, também chamado REAL, pode medir simultaneamente a quantidade, energia e ângulo de elétrons à medida que caem na atmosfera, uma capacidade inédita para um CubeSat. Isso permite que os cientistas capturem microrrajadas rápidas de perda de elétrons que duram apenas 100 milissegundos, que sensores unidirecionais anteriores em CubeSats eram muito lentos para resolver.

O instrumento afeta nossa compreensão dos cinturões de radiação de Van Allen, que representam perigos para satélites em órbita terrestre, incluindo satélites GPS e de comunicações. O cinturão externo contém 'elétrons assassinos' que podem penetrar a blindagem dos satélites e causar danos. Ao entender melhor como esses elétrons são perdidos dos cinturões, os cientistas podem melhorar as previsões dos efeitos do clima espacial.

Lançado em 23 de julho de 2025, o instrumento REAL inclui três cabeças de sensor — baixa, média e alta energia — com múltiplas direções de visão integradas em um CubeSat 3U. A cabeça de baixa energia usa um analisador eletrostático com 36 aberturas e duas direções de visão para medir elétrons de 1 keV a 40 keV. A cabeça de média energia tem cinco aberturas e a de alta energia tem quatro, cada uma abrangendo 20 graus de ângulo de passo, usando detectores de estado sólido. Juntos, eles medem elétrons de 40 keV a 2 MeV com resolução temporal tão curta quanto 20 milissegundos.

A missão REAL é liderada pela investigadora principal Robyn Millan do Dartmouth College, com o cientista de instrumentos Thomas Sotirelis no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, onde o instrumento foi desenvolvido. As medições resolvidas por ângulo de passo do instrumento distinguem entre populações de elétrons precipitantes, quase aprisionados e aprisionados, ajudando a determinar se o espalhamento de elétrons ocorre por difusão gradual ou interações não lineares rápidas impulsionadas por ondas de plasma.

Os próximos passos envolvem a análise dos dados do REAL para investigar a importância relativa de diferentes mecanismos de perda e identificar quais ondas são responsáveis pela precipitação de elétrons. Esse conhecimento melhorará os modelos da dinâmica dos cinturões de radiação e aumentará a proteção para satélites e astronautas em órbita terrestre baixa.