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domingo, 28 de outubro de 2018

EMP Pulso Eletromagnético

Quem tem mais de 40 anos lembra da chamada guerra fria entre Estados Unidos e a antiga União Soviética ou aqueles que por meio de revistas, livros, internet ou qualquer outro meio de comunicação tomaram conhecimento dessa parte da história recente…Essas duas nações estavam constantemente em sinal de alerta atômico e ao mesmo tempo nenhuma delas queria ser a primeira a apertar o botão vermelho.
Eu sempre considerei a tecnologia soviética mais avançada que a tecnologia americana e tenho motivos para crer nisso, prova disso é que os americanos não entendiam porque os russos desenvolveram uma tecnologia mais avançada em termos de válvulas termiônicas, deixando de lado os transistores e circuitos integrados a base de material semicondutor, portanto.

Os americanos suspeitavam que havia algo nas válvulas que as tornavam superiores em alguns aspectos aos transistores que eram bem menores e necessitavam menos energia. E os estrategistas americanos, não puderam inicialmente perceber exatamente o que estava por traz disso….
A resposta para essa questão surgiu com um estudo mais profundo sobre o que ocorreria com a explosão de uma bomba atômica nas camadas altas da atmosfera: Uma produção enorme de EMP (abrviação em inglês de Electro-Magnetic-Pulse ou Pulso Eletromagnético).
A ideia dos russo era brilhante: Entre a Terra e a alta atmosfera do nosso planeta (ionosfera) que se comporta como como um condutor elétrico, há a atmosfera que se comporta como isolante. O resultado disso é que a alta atmosfera e a própria Terra formam um gigantesco capacitor capaz de armazenar uma tremenda carga elétrica. Foi calculado que a Terra se comporta como um capacitor esférico de aproximadamente 1 Farad e que a tensão desenvolvida entre as armaduras(ionosfera e a Terra) chegaria a milhões de volts.


Segundo Roble e Tzur (1986), em condições de tempo bom, existe um campo elétrico atmosférico, de aproximadamente 100 V/m, que aponta para baixo, da carga positiva (distribuída na atmosfera próximo à superfície da Terra) para a carga negativa (distribuída na superfície da Terra).
A explicação para a existência deste campo elétrico foi apresentada por Charles T.Wilson, em 1929, que considerou a Terra como sendo um capacitor esférico. Uma das placas deste capacitor é a superfície da Terra, enquanto que a outra placa é uma camada da atmosfera, conhecida como ionosfera, cuja base situa-se a uma altitude de aproximadamente 50 km. O ar, cuja condutividade é muito baixa quando comparada com a condutividade do solo, que por sua vez é da mesma ordem de grandeza da ionosfera. Esta hipótese ficou conhecida como teoria do capacitor esférico (Rakov e Uman, 2003). Entre a ionosfera e a superfície da Terra há uma diferença de potencial de 200.000V (Rycroft, Israelsson e Price, 2000).


Se um artefato atômico fosse detonado nas camadas altas da atmosfera ocorreria a ionização do local da explosão pelo calor gerado a esse enorme capacitor seria colocado em curto descarregando toda sua energia. Essa energia produzida, um pulso eletromagnético, ou seja, uma onda elétrica de potência milhões de vezes superior a qualquer emissora de rádio e ocupando uma larga faixa do espectro eletromagnético em todas as direções

Os russos sabiam que os aparelhos que usavam válvulas são imunes aos efeitos desses campos eletromagnéticos ao contrário dos transistores e circuitos integrados. Os circuitos integrados e os chips atualmente podem ser destruídos facilmente por qualquer pulso de tensão um pouco maior com que aquela que devem funcionar.
Portanto, com a explosão na ionosfera ninguém sofreria ferimentos ou destruição de cidades mas todos os equipamentos desenvolvidos pelos americanos para equipar suas armas, radares, aviões, sistema de comunicação, mísseis seriam imediatamente destruídos pelo pulso. Por outro lado os equipamentos dos russos baseados nas “válvulas” continuariam a funcionar normalmente.

Vivemos em uma época em que somos totalmente dependentes da eletricidade e de sistemas de comunicação baseados em chips e circuitos eletrônicos. Tudo a nossa volta desde cartões de bancos até satélites de serviços trabalham nesse sistema sem falar nessa maquina na sua frente e nas redes de computadores, sobretudo a internet. Fenômenos no sol como erupções solares e ejeção de massa coronal intensa podem causar tempestades geomagnéticas que são potencialmente perigosas e destrutivas para esse frágil sistema digital e até analógico que facilitam nossas vidas. Esse exemplo que dei a cima sobre uma explosão atômica na ionosfera é só para ilustrar esse tema. Pense bem, um curto balckout de, digamos 3 horas pode transformar a vida de uma cidade ou até de um pais e ja aconteceu no passado.
O que é certo, é que uma forte tempestade solar ou uma forte tempestade magnética pode acabar com a sociedade tecnológica como a conhecemos. O fenômeno tem potência suficiente para, de uma vez só, destruir qualquer tipo de tecnologia.

Em Março 1989, Québec sofreu um completo apagão. Tudo começou a 10 de Março quando nuvens de plasma deixaram o Sol em direção à Terra. A 12 de março, começaram as primeiras flutuações de tensão na rede de transmissão da Hydro-Québec. O Centro de Controle do sistema fez o seu melhor para manter o sistema estável.
As tempestades solares afetam muito mais que as linhas eléctricas. Elas interferem com os satélites, equipamentos de comunicação rádio, telefones celulares, emissões de televisão e comunicações de ondas curtas.

segunda-feira, 8 de outubro de 2018

Distúrbios Ionosféricos Repentinos

Distúrbios ionosféricos repentinos (SID) só duram algumas horas, mas podem ser o precursor de um longo apagão de rádio. Geralmente um SID é causado por uma grande explosão solar (classes M ou X). Junto com o flare (erupção solar), há um grande aumento no nível de radiação que é emitida pelo sol.
A radiação do Sol causada por uma erupção solar não se limita a uma forma de radiação, mas inclui todas as formas de radiação,como um elevado nível de raios-X. Os raios-X são capazes de penetrar na camada D ou região D da ionosfera e, como resultado, dão origem a um elevado nível de ionização na região D. Isto resulta num aumento muito significativo no nível de radiação.
A camada D da ionosfera é a mais próxima da superfície da Terra. Suas altitudes variam de 50km 90km.


Apenas o lado iluminado da Terra, que é afetado. Todas as áreas que estavam na escuridão, quando a explosão ocorreu escapam dos efeitos. Um efeito adicional de uma erupção solar é que, ao mesmo tempo que a radiação de raios-X atinge a Terra dando origem a um apagão de rádio, essas frequência de rádio podem ser monitoradas em VLF.
VLF ou frequência muito baixa refere-se a frequências de rádio (RF) na gama de 3 kHz a 30 kHz e comprimentos de onda de 10 a 100 km.

O principal modo de propagação de longa distância é um mecanismo de guia de onda Terra-ionosfera.
Existe a possibilidade de construir um receptor na frequência de VLH…Seria muito bom um conhecimento básico de eletrônica…OK
Monitor de pertubações ionosféricas
O grande inconveniente prático para esta faixa de frequência é que, devido ao comprimento das ondas de 10 a 100Km, a antena torna-se impraticável, mas existe uma solução…..Uma antena LOOP… Obs: A entrada da antena do receptor original pode ser adaptada para a antena Loop, eu recomendo (figura abaixo).

Lembrando que esse circuito é um projeto experimental..OK

segunda-feira, 16 de julho de 2018

Sprites Jatos Azuis e Elves

Durante a Segunda Grande Guerra Mundial, os pilotos de aeronaves relataram ter observado inexplicáveis fenômenos aéreos (chamado agora de eventos transitórios luminosos), nas proximidades de trovoadas. Mas, na época, os cientistas não deram muita importância ao fato. Hoje sabemos que se trata de fenômenos atmosféricos chamados de Sprites Vermelhos, Jatos Azuis e Elves.


Depois de 1989 esse tema começou a ser levado a sério. Esse é o ano em que o Professor de Física John R. Winckler da Universidade de Minnesota fez uma descoberta surpreendente:
Ao testar uma câmera de vídeo para um foguete de pesquisa, as primeiras imagens de um sprite foram acidentalmente obtidas. Elas inesperadamente revelaram duas colunas gigantes de luz acima de tempestades, Finalmente o mistério sobre essas luzes estranhas acima de tempestades foi resolvido.
Hoje, apesar de bastante enigmáticos, os sprites vermelhos, e seus primos, os jatos azuis, e elves, estão revelando alguns de seus segredos.
Existem diferentes tipos de raios (ou descargas elétricas) que ocorrem bem acima das tempestades que estamos acostumados a ver na troposfera (camada mais baixa da atmosfera da terra a cerca de 17 km acima da superfície terrestre). Esses diferentes “raios” são os Sprites, os Jatos Azuis e os Elves.

Sprites
Sprites são geralmente de cor laranja-avermelhado, eles ocorrem em várias formas sendo que a mais comum é semelhante a um funil. Eles geralmente aparecem em grupos de três ou mais. Os Sprites geralmente ocorrem na alta atmosfera em altitudes de 65 a 75 km, mas os seus tentáculos podem estender-se a altitudes tão baixas quanto 40 km. Eles também são muito grandes, ou seja, aglomerados deles podem cobrir distâncias horizontais de 50 km de diâmetro.
Sprites duram cerca de 9,57 microssegundos e são apenas detectável a olho nu em determinadas condições. É por isso que a evidência fotográfica era necessária para provar sua existência.
Pesquisas indicam que sprites estão associados com descargas muito poderosas de nuvem-terra positivos. Os pesquisadores acreditam que esses raios dão origem a um intenso campo eletrostático acima das nuvens de tempestade. Isso cria uma diferença de potencial entre a nuvem e a atmosfera superior, e uma “faísca” enorme ocorre na forma de um sprite.

Elves
São grandes halos vermelhos que ocorrem na alta atmosfera a cerca de 100 km acima de tempestades ativas. Eles podem ter até 400 km de diâmetro e duram cerca de um milésimo de segundo. Surpreendentemente, a existência dos elves foi previsto antes de ser realmente observado. A sua causa é semelhante ao de sprites, que ocorre em resposta a um grande raio. A descarga eletromagnética sobe da tempestade e se espalha como uma onda, próximo à transição entre a estratosfera e a ionosfera.

Jatos Azuis
É um jato azul que acontece acima de uma tempestade. Jatos azuis são ejeções elétricas que surgem a partir do topo de tempestades ativas. Eles se movem muito rapidamente, atingindo velocidades de 100 km/segundo, e depois espalhando-se e desaparecendo em torno de alturas de 40 a 50 km. Eles geralmente aparecem na forma cônica e assumem um tom azulado. Eles duram apenas cerca de um quarto de segundo, mas pode ser visto pelo olho humano. Os jatos azuis são normalmente associados com tempestades muito ativas e são mais prováveis de ocorrer próximo da maior parte das células de trovoada que estão associados com o mau tempo.