Impacto da Anomalia do Atlântico Sul na exposição à radiação em altitudes de voo durante o mínimo solar

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9348 (2023) Citar este artigo

Detalhes das métricas

A Anomalia do Atlântico Sul (SAA) é uma região geográfica sobre o Oceano Atlântico Sul, onde o cinturão de radiação interno de Van Allen se estende particularmente perto da Terra. Isso leva a níveis altamente elevados de radiação ionizante e impactos relacionados em espaçonaves em órbitas baixas da Terra, por exemplo, exposição à radiação correspondentemente aumentada de astronautas e componentes eletrônicos na Estação Espacial Internacional. De acordo com uma lenda urbana, o SAA também afeta o campo de radiação na atmosfera, mesmo nas altitudes da aviação civil. A fim de identificar e quantificar quaisquer contribuições adicionais para a onipresente exposição à radiação devido à Radiação Cósmica Galáctica em altitudes de voo, medições abrangentes foram realizadas cruzando a região geográfica da SAA a uma altitude de 13 km em uma missão de voo única - Atlantic Kiss. Nenhuma indicação de aumento da exposição à radiação foi encontrada.

A Terra é efetivamente protegida da radiação cósmica por seu campo magnético e sua atmosfera1. O campo geomagnético se assemelha a um campo dipolo a alguma distância da superfície da Terra. Partículas carregadas do espaço sideral e os produtos de decaimento de nêutrons gerados na atmosfera estão presos nos chamados cinturões de radiação de Van Allen ao redor da Terra. O eixo do campo magnético em forma de dipolo da Terra, no entanto, é deslocado e inclinado em relação ao eixo de rotação da Terra, o que resulta no fenômeno da chamada Anomalia do Atlântico Sul (SAA). Ela abrange o Oceano Atlântico Sul da África à América do Sul e do Equador à Antártica e pode ser caracterizada como uma região com diminuição da intensidade do campo geomagnético em relação a latitudes comparáveis2. Como resultado, o cinturão de radiação interno de Van Allen se estende particularmente perto da Terra, o que leva a níveis de radiação altamente aumentados no espaço próximo à Terra na região. Este efeito representa um risco de segurança para voos espaciais tripulados e para componentes eletrônicos, por exemplo, na ISS. Níveis aumentados de radiação ionizante durante trânsitos SAA já haviam sido medidos a bordo da Estação Espacial Russa MИP ("paz")3 e a bordo da ISS4,5,6. Dentro da ISS, que está orbitando a Terra a uma altitude de cerca de 420 km, as taxas médias de dose diária em silício medidas no período de março/abril de 2021 representaram cerca de 280 µGy/dia com valores de pico atingindo várias centenas de µGy/min perto de o centro da SAA. Os valores de dose ainda aumentam em altitudes mais altas e menor blindagem geomagnética, por exemplo, observado com o detector RAMIS (RAdiation Measurements In Space) a bordo do satélite DLR Eu:CROPIS (Euglena gracilis: Combined Regenerative Organic-food Production In Space) em uma órbita polar em cerca de 600 km7. A Figura 1 mostra o mapa das taxas de dosagem em silício para o período de março/abril de 2021 atrás de uma blindagem média de alumínio de 3 mm medida pelo RAMIS até uma latitude de ± 83°. A região geográfica do SAA é caracterizada pelo forte aumento nas taxas de dose em silício com valores de pico de até 180 µGy/min dentro do núcleo do SAA.

Taxa de dose absorvida (µGy/min) em silício a 600 km de altitude medida com o instrumento RAMIS a bordo do satélite DLR Eu:CROPIS em março e abril de 2021.

Vários exemplos de danos causados ​​pela radiação em satélites que passam pelo SAA são dados por Olson e Amit, que também levantam a questão se há problemas de saúde causados ​​pelo SAA mesmo em altitudes mais baixas, ou seja, "na faixa de altitude de 5 a 10 km de voos comerciais viagem a jato"2. Em um artigo da popular revista científica alemã "Bild der Wissenschaft", foi plantado o boato de que o cinturão de radiação interno de Van Allen afetaria a exposição à radiação nas altitudes da aviação civil na região do Atlântico Sul também e que a dose de radiação em um voo de Frankfurt para Buenos Aires custaria cerca de 1000 vezes mais do que um voo para Tóquio, embora nenhuma evidência científica para essa afirmação seja fornecida naquele artigo8. No entanto, esse boato se espalhou rapidamente entre os tripulantes alemães e tem sido motivo de preocupação desde então. Embora medindo valores em altitudes de aviação da região do Atlântico Sul publicadas por Federico et al. em 2015 não deu nenhuma indicação de taxas de dose aumentadas localmente9, esses rumores foram ainda mais fomentados, por exemplo, por um artigo disponível na página do Centro de Pesquisa Alemão para Geociências (GFZ) sugerindo que "... a proteção contra radiação nociva do espaço é reduzida" em a região SAA que leva a "... doses mais altas de radiação para passageiros de voos de longa distância"10. Além disso, mesmo os conspiradores alegaram que o público seria intencionalmente mal informado sobre os supostos níveis altamente elevados de exposição à radiação a uma altitude de 12 km na região geográfica da SAA11. Outras informações alarmistas ou enganosas, ou seja, não excluindo aviação e altitudes mais baixas quando se referem a efeitos em órbita terrestre baixa (LEO), são divulgadas na internet, por exemplo, pela Wikipedia usando o termo de busca "SAA". Por exemplo, a declaração "Auch auf der Erdoberfläche ist die ionisierende Strahlung erhöht" ("a radiação ionizante é ainda maior ao nível do solo", versão alemã da Wikipedia, acessada em 27 de fevereiro de 2023)12 no contexto da SAA é enganosa, pois o aumento mensurável da radiação ionizante no nível do solo é causado pela radioatividade terrestre, por exemplo, 232Th13, 14. No entanto, esse fenômeno de informações enganosas não se restringe aos países de língua alemã, por exemplo "Pour une altitude donnée, le niveau de radiações en provenance de l'espace est plus élevé dans l'Atlantique sud qu'en d'autres points du globe" ("Em uma determinada altitude, o nível de radiação proveniente do espaço é maior no Atlântico Sul do que em outros pontos do globo ", Wikipedia French version, access on 27 February 2023)15 or "Omdat het aardmagneetveld zwakker wordt met zo'n 5% per eeuw, neemt de bescherming door de Van Allen-gordels ook af en komt de ZAA steeds lager boven het aardoppervlak te liggen" ("Como o campo geomagnético está enfraquecendo em cerca de 5% por século, a blindagem dos cinturões de Van Allen também está diminuindo e o SAA está chegando cada vez mais perto da superfície da Terra", versão holandesa da Wikipedia, acessada em 27 de fevereiro de 2023 )16. Embora a lenda urbana de maiores doses de radiação em altitudes de voo na região geográfica do SAA possa causar preocupação entre passageiros e tripulantes, ainda não foi apoiada por nenhuma evidência científica.