Sinais comprometidos

Grandes erupções solares causam falhas nos sistemas de navegação por GPS, que podem perder o sinal por alguns minutos ou ter sua precisão comprometida. O problema foi descoberto por um grupo de pesquisadores da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, com participação do pesquisador brasileiro Eurico de Paula, do Inpe – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.

De acordo com Eurico de Paula, as erupções solares podem causar instantaneamente atenuação no sinal de GPS. “Felizmente, o efeito dura apenas cerca de 10 minutos. O problema é que, alguns dias após as erupções, a Terra é atingida por tempestades geomagnéticas que causam irregularidades no plasma da ionosfera e afetam o GPS de forma mais severa”, disse ele à Agência Fapesp.

O pesquisador do Inpe explicou que a radiação eletromagnética emitida pelo Sol atinge a Terra com um fluxo constante. Mas eventualmente há gigantescas erupções, cuja radiação chega imediatamente à Terra, durando entre uma e duas horas. “Depois disso, o planeta é bombardeado com partículas de alta energia durante alguns dias. Entre um e quatro dias após as erupções, chegam as partículas com energias baixas a médias, dando origem a tempestades geomagnéticas”, afirma.

Segundo o cientista, o sistema de GPS consiste em 24 satélites ativos orbitando a cerca de 20.200 quilômetros de altitude, cujos sinais eletromagnéticos são transmitidos através da ionosfera, a camada ionizada da atmosfera, conhecida como plasma, localizada entre 60 e mil quilômetros de altitude. Quando há irregularidades no plasma, o sinal do GPS é submetido a cintilações que podem tirar alguns dos satélites do ar, comprometendo a qualidade do sinal.

“Mesmo em condições normais de atividade solar, a ionosfera já causa um atraso na propagação do sinal do GPS e induz a erros de posicionamento. A correção desse atraso é feita com os chamados sistemas de aumentação, que transmitem o sinal corrigido a satélites geoestacionários, que o retransmitem para os usuários”, explicou de Paula.

Problemas nos trópicos – O sistema de aumentação, no entanto, só funciona com perfeição em latitudes médias – entre os trópicos e os pólos –, incluindo os Estados Unidos e a Europa. Em regiões tropicais do planeta, como no Brasil, a ionosfera apresenta instabilidades do plasma, causando cintilação na amplitude e na fase do sinal do GPS, reduzindo o número de satélites disponíveis para um número crítico. “Em geral recebemos sinal de oito a dez satélites com o GPS. Durante as cintilações o número pode cair até quatro e o sistema fica com a performance muito deteriorada”, disse o pesquisador.

A atividade solar prejudica também a performance do sistema de aumentação, segundo de Paula. Nas últimas tempestades geomagnéticas fortes, o sistema de aumentação norte-americano (Wide Area Augmentation System), que já se encontra operacional para a navegação aérea desde 2003, ficou fora do ar por várias horas.

“A atividade solar se intensifica em ciclos de 11 anos. Quando o sistema de aumentação foi desenvolvido, a atividade estava no nível mínimo e os norte-americanos não previram esses efeitos. Por quatro vezes, o sistema ficou fora do ar por até 13 horas. Em 2011 a atividade solar estará no auge e há preocupação quanto às conseqüências”, afirmou o pesquisador.

Segundo de Paula, a experiência vivida por quatro vezes pelos norte-americanos acontece quase todas as noites no Brasil, entre setembro e março, durante a atividade solar máxima. “O sistema de aumentação também foi testado no Rio de Janeiro em 2002, utilizando um avião do FAA (Federal Aviation Administration), durante a ocorrência de irregularidades ionosféricas. Muitas mensagens de navegação enviadas a um satélite geoestacionário foram deterioradas”, disse.

Para de Paula, a implementação do sistema europeu correlato ao GPS, o Galileu, deverá minimizar os efeitos das tempestades geomagnéticas. “O Galileu disponibilizará para os usuários uma constelação maior de satélites, portanto o sinal permanecerá ainda que a instabilidade afete alguns dos satélites”, afirmou.

Segundo ele, o Inpe está desenvolvendo um sistema de previsão do tempo que anunciaria a chegada de distúrbios solares na Terra, o que poderia servir para alertar os usuários de sistemas de GPS quando houvesse probabilidade de instabilidades. Além de afetar os sistemas de posicionamento e de navegação por GPS, os efeitos dos fenômenos solares interferem em sistemas de telecomunicações, podem ocasionar danos em satélites e causar black-outs nos sistemas de transmissão e nos transformadores de energia elétrica. (Fábio de Castro/ Agência Fapesp)