Ejeção de massa coronal fotografada pela sonda SDO (Nasa)

EM 2013, O SOL VAI ENTRAR mais uma vez no período em que sua atividade aumenta e sua coroa externa libera mais energia. Essa fase de maior intensidade, conhecida pelos astrônomos como máximo solar, ocorre a cada 11 anos em média, e é marcada pela observação de mais manchas pretas na superfície do astro, causadas por intensa atividade magnética.

Isso tudo não afeta muito a taxa de radiação que incide na Terra, e ninguém vai precisar aumentar a dose de filtro solar. O risco é que ocorra mais vezes um fenômeno chamado ejeção de massa coronal. São as violentas lufadas de vento solar (partículas eletricamente carregadas) que perturbam o campo magnético da Terra, afetando satélites e de redes elétricas.

A previsão para o ano que vem é que este máximo solar não seja particularmente alto, mas os astrofísicos alertam que isso não é motivo para baixar a guarda. Conversei anteontem com um especialista no assunto, Mike Hapgood, geocientista do Laboratório Rutherford Appleton, da Inglaterra, que construiu instrumentos de monitoramento solar para as sondas espaciais Stereo, da Nasa.

Ele me explicou que mesmo em um período de atividade baixa, o risco de as tempestades espaciais causarem danos na Terra está aumentando, pois hoje nós temos mais infraestrutura tecnológica vulnerável, como os sistemas de GPS. Um número baixo de manchas solares, também, não impede que uma delas cause uma ejeção de massa coronal particularmente ruim. Na entrevista, Hapgood explica porque que é provável que nós ainda não tenhamos visto o qual forte uma tempestade geomagnética pode se tornar:

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TEORIA DE TUDO – Quem mora no Brasil precisa ficar preocupado com tempestades solares? Existe uma expectativa de que danos graves ocorram apenas perto dos círculos polares, mas uma tempestade maior não corre o risco de afetar países que estão em latitudes mais baixas?

MIKE HAPGOOD – Em parte, sim. Um evento de 2003, por exemplo, teve grande impacto na África do Sul, um país que não está em latitude tão alta assim. Quando falamos em latitude magnética, o Brasil não é tão tropical quanto a África do Sul, mas o equador magnético passa no norte do Brasil, e há alguma preocupação com perturbações ao sistema de GPS que é necessário em lugares mais remotos na Amazônia.

Mas não sei dizer se há risco para a rede de transmissão elétrica. Há outros efeitos que complicam as coisas aí, e a geologia das estações receptoras de energia é importante também.

O efeito das tempestades espaciais é essencialmente a criação de campos elétricos na superfície da Terra. Se as rochas de uma determinada região têm alta condutividade elétrica, como as rochas sedimentares aqui do sul da Inglaterra, o solo absorve essa corrente que foi criada. Se você tiver rochas com maior resistência elétrica, como são as de grande parte do Canadá, a corrente elétrica criada pela tempestade espacial flui para dentro das linhas do sistema de transmissão. A África do Sul teve esse problema, em parte, por possuir muitas rochas vulcânicas.

Mas eu não conheço nada da geologia do Brasil. Talvez geólogos brasileiros já estejam verificando se o país tem regiões em risco.

TT – Há risco de uma tempestade solar mais forte causar um apagão nos satélites do sistema de localização do sistema GPS? O sr. menciona em seus artigos que o uso do do GPS para sincronizar relógios em alta precisão pode ser prejudicado, mas hoje muita gente conta com GPS para tarefas mais simples, de navegação. O sistema de localização que a maioria dos usuários comuns usa também está em risco?

HAPGOOD – Acredito que sim. Muito vai depender da qualidade dos receptores, agora que o GPS está se popularizando. O que pode acontecer em uma grande tempestade geomagnética, do tipo que não vimos em décadas mais recentes,  é o que chamamos de cintilação do sinal. A cintilação de satélites é o equivalente em radiofrequência ao brilho cintilante que você vê nas estrelas à noite. Isso significa que o sinal varia em um período curto de tempo. A cintilação pode fazer com que os receptores GPS percam o log de conexão, e dessa forma percam o serviço na hora.

Então, é possível que numa tempestade geomagnética muito forte, muitos receptores GPS percam o sinal, dependendo das condições atmosféricas. Pessoas que estiverem contando com o serviço, se não tiverem mapas à mão, ficarão dependentes apenas de sinais de rua para se orientar. É um tipo de situação bem ruim.

Isso deverá ser mais comuns nos receptores de GPS mais baratos. Os GPSs usados em aviação, por exemplo, são sistemas de alta qualidade. Esses aparelhos não são perfeitos, também, mas lidariam de forma melhor com uma situação dessas.

TT – Quais são é o risco maior que uma tempestade geomagnética forte apresentaria para a aviação?

HAPGOOD – O risco é que existe uma tendência na aviação de se fazer cada vez mais uso do GPS, e quando você se torna dependente desse sistema, é preciso saber como o mau tempo no espaço pode afetá-lo.

Em 2003, durante a tempestade geomagnética que eu mencionei, as empresas aéreas receberam um comunicado para não usar GPS em navegação durante vários dias. Sistemas que monitoram o desempenho do GPS mostraram que ele de fato não estava funcionando apropriadamente.

Normalmente, o GPS pode determinar a altura de uma aeronave com precisão de 10 metros, mas nesse caso estávamos recebendo as posições com erros de 50 metros ou mais. Isso não é aceitável, porque aumenta o risco de colisões. A separação vertical entre as trajetórias de aviões é muito importante na segurança em aviação.

No final, tudo correu bem, porque os pilotos foram orientados a não usar GPS, [apenas radares e outros sistemas]. A preocupação agora, então, é não tornar aviões dependentes demais do GPS.

TT – Existe risco para a comunicação de pilotos via rádio?

HAPGOOD – O problema mais complicado em aviação hoje é com os vôos sobre regiões polares e, em alguma medida, sobre os oceanos. Mau tempo no espaço pode causar apagões na comunicação de rádio em alta frequência.

Em vôos de rotas polares, como de Nova York para Pequim, quando o avião está sobre o pólo Norte, o rádio de alta frequência é a única maneira com que se pode comunicar com os centros de controle distantes. Se uma tempestade geomagnética estiver prevista, esses aviões serão proibidos de voar pelos polos, e terão de usar uma rota mais longa, em baixa latitude. Para isso é preciso gastar mais gastando com combustível, e o tanque pesado limita a quantidade de carga e passageiros que o avião pode levar. Um desvio desses em um voo pode custar US$ 100 mil em custos extra para uma companhia aérea.

Mas não há escolha, é hoje uma necessidade crucial que um avião esteja permanentemente em contato com torres de controle. Se você estiver voando sobre o Atlântico, é possível também que apagões temporários no rádio causem a perda de comunicação de meia hora até uma hora. Nesses casos, os aviões são orientados a recorrer a sistemas de comunicação de emergência via satélite.

A aviação está muito ciente dos problemas que tempestades geomagnéticas podem causar, mas recentemente não ocorreram muitos eventos, então as empresas não possuem muita experiência em lidar com isso.

TT – Os satélites usados em telefonia e redes de TV podem ser afetados?

HAPGOOD – Satélites de telecomunicações na verdade não têm sido muito usados pela telefonia. O problema maior para a telefonia é com os sistemas de energia que alimentam as redes telefônicas. Hoje uma boa parte das transmissões ocorre por meio de cabos de fibra óptica que, quando são muito longos ou atravessam oceanos, requerem estações de repetição [para fortalecer o sinal] a cada 100 km, mais ou menos.

Existe uma certa preocupação de que os sistemas de energia que alimentam essas estações sejam vulneráveis a tempestades geomagnéticas, mas isso é algo para o qual também não existe muita experiência. As grandes linhas de fibra óptica são relativamente recentes, e a última tempestade realmente grande que tivemos foi em 1989.

No caso dos satélites de TV, existe alguma preocupação, mas é um sistema mais robusto. Muitas vezes quando um canal de comunicação não está funcionando, o sistema automaticamente busca um canal alternativo. Parece que ainda há bastante espaço para isso.

TT – O sr. é uma das principais vozes defendendo mais investimento no desenvolvimento de técnicas melhores para prever grandes tempestades magnéticas. Hoje, alguns modelos conseguem prevê-las com algumas horas de antecedência. Isso não é tempo suficiente para tomar medidas de prevenção?

HAPGOOD – Um dois maiores problemas é que, apesar de termos previsões para algumas horas, é muito difícil saber se a tempestade prevista será forte ou fraca. Isso só se pode verificar nos minutos finais. Quando ocorre uma ejeção de massa da coroa solar, nós sabemos que uma tempestade geomagnética pode ocorrer aqui. O que nós não sabemos é qual será seu efeito, porque isso depende de conhecer a orientação do campo magnético que essa ejeção de massa coronal produz.

Se esse campo está apontando para fora, então ele pode atuar cancelando o campo magnético da Terra. Se esse cancelamento não ocorre, a energia não tem como entrar.

Em um evento muito forte que detectamos no mês passado, só 20 minutos antes do impacto nós descobrimos qual era a direção do campo magnético, mas o orientação dele não apresentava muito risco. Até esse momento, ela era totalmente desconhecida.

TT – O que pode ser feito para melhorar esse tipo de previsão, então?

HAPGOOD – O que temos de buscar são formas melhores de medir o campo magnético da tempestade quando ela ainda está bem distante da Terra. Atualmente, conseguimos medir isso a 1,5 milhão de quilômetros de distância. Se for possível construir uma sonda espacial que vá ainda mais longe, poderíamos melhorar as previsões. Posicionar um artefato assim longe é difícil, em termos de trajetória orbital, mas não é impossível. Se tivermos uma sonda que fique mais perto do Sol e mais longe da Terra, poderemos emitir alertas com mais antecedência e mais precisão.

Alguns cientistas se perguntam sobre a possibilidade de criar modelos melhores para prever como a ejeção de massa coronal vai se comportar baseando-se apenas naquilo que se avistou quando ela partiu do Sol. Isso vai exigir uma ciência muito sofisticada, de ponta, que ainda não foi validada. Alguns pesquisadores falam em usar um truque com sinais diretos de ondas de rádio para medir a orientação do campo magnético, mas também é algo incipiente.

TT – Existe uma chance de não termos de usar sondas espaciais caras para fazer esse serviço, então?

HAPGOOD – Existe, mas provavelmente ainda dependeremos disso por muitos anos.

TT – Como os cientistas estão se preparando para o período de 2013/2014, quando tempestades mais fortes são esperadas?

HAPGOOD – Bom, nós temos esses equipamentos que já estão um pouco velhos, e vamos tentar fazer o melhor possível. Um instrumento que foi construído aqui no nosso laboratório é o Heliospheric Imager, que está à bordo das dupla de sondas Stereo, da Nasa.

Esse é o melhor instrumento que temos para tentar fazer uma imagem de uma tempestade solar e saber se ela vai atingir a Terra e causar danos. O que as pessoas estão fazendo agora é tentar encontrar maneiras melhores de usar os dados obtidos para estimar direção e velocidade das ejeções de massa coronal.

Com relação à prevenção, o setor de energia elétrica já tem melhores sistemas de proteção para suas redes de transmissão agora. Mas se as previsões não chegarem cedo, eles podem não conseguir ativá-los a tempo.

TT – Quanto tempo é necessário para isso?

HAPGOOD – Na maioria dos casos, umas seis horas seriam suficientes. Se nós conseguirmos determinar em qual plantão de operação a tempestade vai chegar, já seria uma grande ajuda para eles. Dizer que “algo vai acontecer dentro das próximas 24 horas” não ajuda muito. Se as operadoras tiverem a estimativa com precisão de algumas horas, elas podem se certificar de que seus melhores técnicos e engenheiros estarão nas salas de controle no momento necessário.