GPS não funciona? Pode ser culpa das irregularidades da atmosfera da Terra

Quando você não sabe como chegar a um lugar, provavelmente usa o seu smartphone ou outro aparelho que conta com o sistema de GPS (Sistema de Posicionamento Global). Você pode não perceber, mas especialmente em altas latitudes do nosso planeta, os sinais que viajam entre os satélites de GPS e seu dispositivo podem ficar distorcidos na atmosfera superior da Terra.

Pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa (Agência Espacial americana), em Pasadena, na Califórnia (EUA), em colaboração com a Universidade de New Brunswick, no Canadá, estão estudando irregularidades na ionosfera, uma parte da atmosfera que fica a cerca de 350 km acima do solo, definindo a fronteira entre Terra e o espaço. A ionosfera é uma “casca” de partículas carregadas (elétrons e íons), chamados de plasma, que é produzido pela radiação solar e pelo impacto de partículas energéticas.

O novo estudo, publicado na revista Geophysical Research Letters, compara a turbulência na região das auroras boreais com as latitudes mais altas, e os ganhos de percepções que podem ter as implicações que amenizam os distúrbios na ionosfera. As auroras são luzes multicoloridas no céu, que ocorrem principalmente quando partículas energéticas expulsas da magnetosfera, a bolha magnética protetora que envolve a Terra, colidem com a ionosfera. As zonas aurorais são faixas ovais estreitas de latitudes mais altas fora das calotas polares, que são regiões em torno dos polos magnéticos da Terra. Este estudo centrou-se na atmosfera acima do Hemisfério Norte.

“Queremos explorar o plasma próximo à Terra e descobrir como a irregularidades de plasma interferem com os sinais de navegação transmitidos pelo GPS”, disse Esayas Shume, pesquisador e principal autor do estudo.

Se você imagina a ionosfera como um fluido, as irregularidades compreendem as regiões de menor densidade (bolhas), vizinhas das áreas de ionização de alta densidade, criando o efeito de aglomerações de mais e menos ionização. Esta “espuma” pode interferir com os sinais de rádio, incluindo os de GPS e aeronaves, especialmente em altas latitudes.

O tamanho das irregularidades no plasma dá aos pesquisadores pistas sobre a sua causa, que ajudam a prever quando e onde eles irão ocorrer. Mais turbulência significa uma perturbação maior de sinais de rádio.

“Uma das principais conclusões é que existem diferentes tipos de irregularidades na zona auroral em comparação com a calota polar”, disse Anthony Mannucci, supervisor do grupo de sensoriamento remoto da ionosfera e atmosférica no JPL. “Verificou-se que os efeitos sobre os sinais de rádio serão diferentes nas duas localizações”.

Os pesquisadores descobriram que as alterações acima da calota polar do Ártico são de menor escala – cerca de 1 a 8 km – do que na região auroral, onde vão de 1 a 40 quilômetros de diâmetro.

Por que a diferença? – Segundo Shume, a calota polar está ligada a partículas de vento solar e campos elétricos no espaço interplanetário. Por outro lado, a região de auroras está ligada às partículas energéticas na magnetosfera da Terra, em que as linhas de campo magnético fecham em torno da Terra. Estes são detalhes cruciais que explicam as diferentes dinâmicas das duas regiões.

Para olhar irregularidades na ionosfera, os pesquisadores usaram dados de satélite da Agência Espacial Canadense, que foi lançado em setembro de 2013. O satélite cobre toda a região de altas latitudes, tornando-se uma ferramenta útil para explorar ionosfera.

Os dados provêm de um dos instrumentos que observa os sinais de GPS “trafegando” pela ionosfera.

A pesquisa tem inúmeras aplicações. Por exemplo, as aeronaves que voam sobre o Polo Norte dependem de comunicações sólidas com o solo; se perderem estes sinais, elas podem ser obrigadas a mudar suas rotas de voo, diz Mannucci. Os telescópios de rádio também podem enfrentar distorções da ionosfera e a compreensão dos efeitos pode levar a medições mais precisas para a astronomia.

Fonte: UOL