O que é aquele laser verde no céu?

Passeando pelo campus em uma noite sem nuvens, os alunos podem olhar para cima e ver uma linha verde brilhante perfurar o céu. O "feixe verde", como é chamado pelos habitantes locais, é uma das muitas coisas que tornam a Utah State University única.

O laser é usado para coletar dados sobre a temperatura, o conteúdo e, às vezes, a densidade da atmosfera, espalhando a luz do nitrogênio, oxigênio, metano e outros elementos. Parte dessa luz espalhada volta e atinge um grande telescópio com vários espelhos que acumulam a luz que vem dos átomos.

Jan Sojka, chefe do departamento de física da USU, disse que eles estão produzindo um perfil de altitude da luz refletida dos átomos e moléculas.

"É como um sistema de radar", disse Sojka. "O sistema de radar envia um pulso de ondas de rádio. Ele atinge o avião e volta, e você mede o tempo que as ondas de rádio levaram para ir e voltar, e então você sabe a distância."

Uma parte significativa do projeto é financiada pela National Science Foundation e pela NASA.

"A NASA gostaria desse conhecimento e a NSF também - isso significa que a comunidade científica mundial está interessada", disse Sojka. "O Departamento de Defesa também está sempre interessado nessas coisas."

De acordo com Sojka, trabalhar com o laser é uma boa maneira de os alunos adquirirem uma valiosa experiência em segurança industrial.

"A primeira coisa que os alunos aprendem neste sistema de laser industrial muito intenso é como trabalhar com segurança com essas coisas", disse Sojka.

Sojka disse que o "feixe verde" é poderoso o suficiente para acender imediatamente um pedaço de papel.

“Ele tem quatro espelhos muito grandes que coletam a luz, o que o torna um dos sistemas LiDAR mais poderosos do mundo”, disse Sojka.

O LiDAR é um tipo de sistema que usa sensoriamento remoto com um laser de disparo rápido. Os pulsos de laser são usados ​​para medir a luz retornada.

Jonathan Price, analista de dados e observação do LiDAR, assumiu recentemente o projeto do laser. Desde a morte de Vincent Wickwar em setembro de 2022, Price agora lidera o observatório. Price se juntou ao grupo de pesquisa de Wickwar como pós-doutorado em agosto de 2021.

"Enviamos o feixe para cima com o que é chamado de colisão elástica", disse Price. "Eu acho que você poderia dizer que meio que rebate as partículas e reflete até nós."

Price disse que o laser ajuda a medir uma área na atmosfera que normalmente é difícil de coletar dados.

"Esta região que estamos olhando - não há muitos instrumentos que possam olhar lá", disse Price. "Só podemos operar à noite."

O laser também só pode operar quando há nuvens mínimas no céu.

"Para lhe dar uma comparação, 30 quilômetros - os balões meteorológicos normalmente vão para essa altitude", disse Price. "Então, começamos onde terminam os balões meteorológicos. E então, a 100 quilômetros, é considerado o limite do espaço."

A atmosfera é separada em camadas que podem ser identificadas por suas estruturas de temperatura.

“Nossa ciência está tentando combinar o que está acontecendo na atmosfera superior com o que está acontecendo aqui embaixo – onde estamos, na troposfera – para que possamos entender como o sol está controlando o clima um pouco melhor”, disse Price. .

Aggie Figueredo, estudante da USU, ajuda a monitorar o laser. Formado em física e matemática computacional, Figueredo disse que a frequência correta deve ser enviada para que os resultados voltem.

"Com os elétrons, você pode enviar a frequência certa que dará ao outro a quantidade de energia necessária para saltar para frente e para trás", disse Figueredo. “E certas moléculas – quando estão juntas – indicam o aquecimento global”.

Figueredo disse que o laser detectou outros fatores que apontam para o aquecimento global.

“No início dos anos 2000, eles começaram a ver um aumento na concentração de água e na temperatura”, disse Figueredo. "Começou a ficar mais seco com o tempo. Então, Utah sempre foi seco, mas começou a perder mais água. Há também um aumento na temperatura média."