The
Effects of Space Weather on Aviation
Os Efeitos da Meteorologia Espacial na
Aviação
Tradução Humana
por George Rocha
The
next time you step onto an airplane, consider the following: In any
given year, the pilot of your aircraft probably absorbs as much radiation as
a worker in a nuclear power plant.
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A próxima vez que você pisar num
avião, considere o seguinte: em qulquer ano dado, o piloto da sua aeronave
provavelmente absorve tanta radiação quanto em uma usina de nuclear.
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And
you are about to follow him wherever he goes.
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E você está pestes a segui-lo onde
quer que ele vá.
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The FAA classifies pilots as
"occupational radiation workers." Flying high above Earth
with little atmosphere to protect them, they can absorb significant doses of
cosmic rays and solar radiation. During a typical polar flight from Chicago
to Beijing, for instance, a pilot is exposed to the equivalent of two chest
x-rays. Multiplied over the course of a career, this can cause problems
such as increased risk of cancer and possibly cataracts.
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A FAA (Federal Aviation
Administration) [Agência de Aviação Civil Americana] classifica pilotos como “trabalhadores
de radiação ocupacional”. Voar alto acima da Terra com pouca atmosfera para
protegê-los, eles podem absorver significante doses de raios cósmicos e
radiação solar. Durante voo polar típico de Chicago para Beijing por exemplo,
um piloto é exposto ao equivalente a dois raios-X do tórax. Multiplicado
durante o curso de uma carreira, isto pode causar problemas tais como risco
aumentado de cancer e possivelmente cataratas.
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Passengers have reason to be
concerned, too.
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Passageiros têm razão de estarem preocupados, também.
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"A 100,000 mile frequent
flyer gets about 20 chest x-rays," points out Chris Mertens, a senior
research scientist at NASA Langley Research Center. "This is true
regardless of the latitude of the flights."
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“Um frequente viajante aéreo de 185200 Km recebe
cerca de 20 raios-X do tórax”, aponta
Chris Mertens, um cientista senior de pesquisa no Centro de Pesquisa Langley
da NASA. “Isto é verdade independente da latitude dos voos”.
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It’s worth noting that even people
on the ground absorb some radiation. Cosmic rays and their by-products
are so powerful, they can reach all the way down to Earth’s surface, giving a
person at sea level the equivalent of one chest x-ray every 10 days or so.
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É interessante notar que mesmo pessoas
no solo absorvem alguma radiação. Raios cósmicos e seus subprodutos são tão
poderosos que eles podem atingir o caminho descendo para a superfície da
Terra, dando a uma pessoa ao nível do mar o equivalente a um raio-X do tórax
a cada 10 dias mais ou menos.
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On a plane, however, dose rates
increase 10-fold or more. The exposure depends on factors ranging from
the altitude and latitude of the flight path (polar routes are irradiated
most) to sunspot counts and solar activity (a powerful solar storm can boost
radiation levels a hundredfold). To help airline companies safeguard passengers
and personnel, NASA is developing an experimental tool to predict exposures
in real time. Mertens is the PI of the system, called NAIRAS--short for
"Nowcast of Atmosphere Ionizing Radiation for Aviation Safety."
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Dentro de um avião, todavia, as taxas
de dose aumentam 10 vezes ou mais. A exposição depende de fatores que vão
desde a altitude e latitude da trajectória de voo (rotas polares são mais
irradiadas) até contagem de manchas solares e a atividade solar (uma forte
tempestade solar pode reforçar níveis de radiação umas cem vezes). Para
ajudar as empresas aéreas salvaguarda passageiros e pessoal, a NASA está desenvolvendo
uma ferramenta experimental para prever exposições em tempo real. Mertens
é o PI [Principal Investigador] do sistema, chamado NAIRAS - abreviação de "Previsão do
Momento de Radiação Ionizante da
Atmosfera para a segurança da aviação."
Para consultar clique AQUI  |
Mertens notes that the number of flights
over the poles has skyrocketed in recent years. Airlines prefer polar
routes for international travel because they are shorter and have reduced
head winds, creating fuel savings of tens of thousands of dollars per flight.
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O [cientista] Mertens observa que o número
de voos sobre os polos dispararam nos anos recentes. Companhias aéreas
preferem rotas polares para viagens internacionais, porque elas são mais
curtas e têm ventos de proa reduzidos, gerando economia de combustível de
dezenas de milhares de dólares por vôo.
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A NAIRAS model shows radiation
levels over the northern hemisphere on Oct. 25, 2013.
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Um modelo NAIRAS mostra níveis de radiação sobre o hemisfério norte em
25 OUT 2013.
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However, Earth's poles are where
the radiation problem can be most severe. Our planet's magnetic field
funnels cosmic rays and solar energetic particles over the very same
latitudes where airlines want to fly. On a typical day when the sun is
quiet, dose rates for international flights over the poles are 3 to 5
times higher than domestic flights closer to the equator.
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No entanto, os polos da Terra são onde
o problema de radiação pode ser mais severo. Campo magnético do nosso planeta
afunila raios cósmicos e partículas solares energéticas sobre as latitudes exatamente
as mesmas onde as companhias aéreas querem voar. Em um dia típico, quando o sol está calmo,
taxas de dose para voos internacionais sobre os pólos são 3 a 5 vezes mais
altas do que em vôos domésticos mais
perto do Equador.
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If a flight controller wants to
know the situation around the poles right now, NAIRAS can help. It
is, essentially, an online global map of radiation dose rates for different
flight paths and altitudes. Maps are produced in near real-time by a
computer at Langley, which combines cutting-edge physics codes with realtime
measurements of solar activity and cosmic rays.
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Se um controlador de tráfego aéreo
quer saber a situação ao redor dos pólos agora mesmo, o [projeto] NAIRAS pode
ajudar. Ele é, essencialmente, um mapa
global on-line de taxas de dose de radiação para trajectórias e altitudes de
voo diferentes. Mapas são produzidos próximos do tempo real
por um computador em Langley, o qual combina códigos de física de tecnologia
de ponta com medições da atividade solar e raios cósmicos em tempo real.
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“We
are still in an experimental phase,” he says. “The ultimate goal of the
NAIRAS effort is to adopt a paradigm similar to terrestrial weather
forecasting.”
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Nós estamos ainda numa fase
experimental”, diz ele. "O
objetivo final do esforço do NAIRAS é adotar um paradigma semelhante à
previsão meteorológica terrestre".
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The value to the airlines is
clear. The ability to fly over the poles can save $35,000 to $40,000
per flight in fuel costs alone. On the other hand, altering course to
avoid a polar radiation storm can cost as much as $100,000. A
forecasting tool like NAIRAS can help the airlines make the right decision.
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O valor para as companhias aéreas é evidente. A capacidade de voar sobre os pólos pode poupar
35.000 a 40.000 dólares por voo só em
custo do combustível. Por outro lado,
alterando o curso para evitar uma tempestade de radiação polar pode custar
tanto quanto 100.000 dólares. Uma
ferramenta de previsão como o NAIRAS pode ajudar as companhias aéreas a tomar
a decisão certa.
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Of even greater importance to
Mertens is the human factor. “Back in 2004, I went to a workshop on
space weather and aviation. A pilot from American Airlines stood up to
address the audience: ‘Look,’ he said, ‘we are classified as radiation
workers, we are the most exposed than any other group, yet we know
the least of all the groups.’ That was a turning point for me. I
wanted to do something to help pilots better understand what they are flying
into.” And so NAIRAS was born.
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De importância ainda maior para o
[cientista] Mertens é o fator humano.
"De volta a 2004, eu fui a um seminário sobre meteorologia
espacial e aviação. Um piloto da American Airlines levantou-se para se dirigir
ao público: 'Olhe', ele disse, 'nós somos classificados como trabalhadores
de radiação, nós somos os mais expostos do que qualquer outro grupo, no
entanto nós sabemos o mínimo de todos dos grupos.' Isso foi um momento decisivo para mim. Eu queria fazer algo para ajudar pilotos entender
melhor para dentro do que eles estão voando." E assim nasceu o NAIRAS.
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Mertens and colleagues are about
to publish a paper in the journal Space Weather comparing NAIRAS predictions
to actual radiation measurements onboard airplanes. “The results are
encouraging,” he says, “but we still have work to do.”
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Mertens e colegas estão prestes a
publicar um artigo no jornal Meteorologia
Espacial comparando as previsões do NAIRAS com as medições de radiação
real a bordo de aviões. "Os resultados são encorajadores", ele diz,
"mas nós ainda temos trabalho a fazer."
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The powerful solar flare of Nov.
4, 2003 resulted in lost or degraded HF communications for several hours.
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A poderosa erupção solar de 0 4 NOV
2003 resultou em perda ou degradação de comunicações em HF por várias horas.
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The blow plot shows
the HF absorption during the powerful Nov. 2003 solar flare. Due to geometric
effects, D region ionization is greatest at the sub-solar point, where the
Sun is directly overhead. The amount of ionization and absorption falls with
distance away from the sub-solar point, reaching zero at the day/night
terminator. The night-side of Earth is unaffected.
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A
representação gráfica abaixo mostra a absorção de HF durante a poderosa erupção
solar de NOV 2003. Devido a efeitos geométricos, a ionização da região D é maior
no ponto sub-solar, onde o Sol está diretamente acima. A quantidade de
ionização e absorção diminui com a distância do ponto sub-solar, atingindo
zero na linha deseparação do dia e noite.
O lado noturno da Terra não é afetado.
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The global
D-Region Absorption Product depicts the D-region at high latitudes where it
is driven by particles (solar radiation storm) as well as low latitudes,
where photons (solar flare radio blackouts) cause the prompt changes.
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O Produto
de Absorção da Região-D global retrata a Região-D em latitudes elevadas, onde
ela é impulsionada por partículas (tempestade de radiação solar) bem como em
baixas latitudes, onde fótons (interrupções de rádio por erupções solares)
causam mudanças rápidas.
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