O futuro da confiabilidade da navegação aérea dependente do clima espacial
DOI:
https://doi.org/10.22480/revunifa.2021.34.369Palavras-chave:
Clima espacial, ionosfera, GNSS, AviaçãoResumo
A atividade aérea mundial cresce de forma constante, o que aumenta a densidade de aeronaves em todo o território geográfico. Por esse motivo, existe uma tendência para novas tecnologias de navegação que, atendendo requisitos de integridade, precisão, disponibilidade e continuidade, vão permitir a manutenção da segurança aérea mesmo com o aumento do número de voos. Os meios de posicionamento mais utilizados hoje são dependentes de satélites, que abrangem o Sistema de Satélites de Navegação Global (GNSS). O sistema é dependente do equilíbrio geomagnético da Terra e do meio eletrônico da ionosfera. Ambos são alvo de bombardeamentos de radiação solar e cósmica, i.e. clima espacial. O presente trabalho tem como objetivo ser uma fonte informativa, ou review, da relação entre clima espacial e aviação, para auxiliar na conscientização dos leitores, principalmente àqueles pilotos, principais responsáveis pela segurança dos voos. Será apresentada uma forma simplificada da teoria dos fenômenos do clima espacial, como estes podem afetar a aviação e as tecnologias, o histórico de eventos que atingiram o planeta e as iniciativas que foram e estão sendo desenvolvidas para sua mitigação e seu monitoramento. Como metodologia, foram consultados artigos científicos, livros teóricos, manuais, reportagens, sites de agências de pesquisa e apresentações de organizações. Essas fontes permitiram concluir que os estudos são recentes, há pouca conscientização para os usuários destas tecnologias e, visto a complexidade da origem dos fenômenos do clima espacial, existe uma falta de qualidade na sua previsão.
Referências
AGUIAR, Claudinei. Grade ionosférica para aplicações em posicionamento e navegação com GNSS. Aleph, [S. l.], 2010.
BAKER, D. N.; LI, X.; PULKKINEN, A.; NGWIRA, C. M.; MAYS, M. L.; GALVIN, A. B.; SIMUNAC, K. D. C. A major solar eruptive event in July 2012: Defining extreme space weather scenarios. Space Weather, [S. l.], v. 11, n. 10, p. 585–591, 2013. DOI: 10.1002/swe.20097. Disponível em: http://doi.wiley. com/10.1002/swe.20097. Acesso em: 16 jun. 2020.
BARBOSA, Cássio. Os 156 anos de Carrington | G1 - Ciência e Saúde - Observatório. 2015. Disponível em: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/ blog/observatorio/post/os-156-anos-de-carrington.html. Acesso em: 16 maio. 2020.
BERDERMANN, J.; KRIEGEL, M.; BANYŚ, D.; HEYMANN, F.; HOQUE, M. M.; WILKEN, V.; BORRIES, C.; HESSELBARTH, A.; JAKOWSKI, N. Ionospheric Response to the X9.3 Flare on 6 September 2017 and Its Implication for Navigation Services Over Europe. Space Weather, [S. l.], v. 16, n. 10, p. 1604–1615, 2018. DOI: 10.1029/2018SW001933. Disponível em: http://doi. wiley.com/10.1029/2018SW001933. Acesso em: 11 jun. 2020.
BLASKOVICĆ, Teo. The Sweden Case: Airplanes disappear from radars due to “solar storm.” 2015. Disponível em: https://watchers.news/2015/11/05/the-sweden-case-aircrafts-disappear-from-radars-due-to-solar-storm/. Acesso em: 23 set. 2021.
BOWHILL, S. A. Introduction to ionospheric physics. Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, [S. l.], v. 33, n. 2, p. 301, 1971. DOI: 10.1016/0021- 9169(71)90209-1.
BRASIL. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações. Portaria nº 335, de 25 de janeiro de 2021. Disponível em: https://pesquisa.in.gov.br/imprensa/ jsp/visualiza/index.jsp?jornal=515&pagina=5&da ta=28/01/2021.
COSTER, Anthea; KOMJATHY, Attila. Space Weather and the Global Positioning System. Space Weather, [S. l.], v. 6, n. 6, p. n/a-n/a, 2008. DOI: 10.1029/2008sw000400.
DENNIS, Jed; HEMSTAD, Mark. Selecting among Dual Frequency Multiple Constellation (DFMC) Satellite-Based Augmentation Systems (SBAS) during En-route and Non-Precision Flight Operations. Navigation, Journal of the Institute of Navigation, [S. l.], v. 63, n. 1, p. 65–83, 2016. DOI: 10.1002/ navi.127.
DOHERTY, Patricia; COSTER, Anthea J.; MURTAGH, William. Space weather effects of October–November 2003. GPS Solutions, [S. l.], v. 8, n. 4, p. 267–271, 2004. DOI: 10.1007/s10291-004-0109-3.
EUROPEAN SPACE AGENCY. The “no name” space weather mission. [s.d.]. Disponível em: https:// www.esa.int/Safety_Security/Lagrange_mission2. Acesso em: 6 jun. 2020.
EUROCONTROL. European GNSS Contingency/ Reversion Handbook for PBN Operations. [S.l.: s.n.]. Disponível em: www.trainingzone. eurocontrol.int. Acesso em: 28 maio. 2020.
EUROPEAN SPACE AGENCY. SBAS Interoperability. 2011. Disponível em: https://gssc. esa.int/navipedia/index.php/SBAS_Interoperability. Acesso em: 31 maio. 2020.
EUROPEAN SPACE AGENCY. Space Weather Office. [s.d.]. Disponível em: http://www.esa.int/ Safety_Security/Space_Weather_Office. Acesso em: 2 jun. 2020.
FAA. Satellite Navigation - WAAS - How It Works. 2019. Disponível em: https://www.faa.gov/about/office_ org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/ navservices/gnss/waas/howitworks/. Acesso em: 27 maio. 2020.
GALEMBECK, Glória. Cooperação entre Brasil e Estados Unidos fomenta pesquisa de GBAS para baixas latitudes. 2017. Disponível em: https:// www.decea.gov.br/?i=midia-e-informacao&p=pg_ noticia&materia=cooperacao-entre-brasil-e-estados-unidos-fomenta-pesquisa-de-gbas-para-baixas-latitudes. Acesso em: 8 set. 2020.
GOSLING, J. T. The solar flare myth. Journal of Geophysical Research: Space Physics, [S. l.], v. 98, n. A11, p. 18937–18949, 1993. DOI: 10.1029/93JA01896. Disponível em: http://doi.wiley. com/10.1029/93JA01896.
HAPGOOD, Mike. Space Weather. [S.l.]: IOP Publishing, 2017. DOI: 10.1088/978-0-7503-1372-8. Disponível em: http://iopscience.iop.org/book/978-0- 7503-1372-8.
HESSE, M.; CASSAK, P. A. Magnetic Reconnection in the Space Sciences: Past, Present, and Future. Journal of Geophysical Research: Space Physics, [S. l.], v. 125, n. 2, p. 1–24, 2020. DOI: 10.1029/2018ja025935.
HOCKEY, Thomas. Hodgson, Richard. In: Biographical Encyclopedia of Astronomers. [S.l.] : Springer New York, 2014. p. 989–989. DOI: 10.1007/978-1-4419-9917-7_9075. Disponível em: https://link.springer.com/ referenceworkentry/10.1007/978-1-4419-9917-7_9075. Acesso em: 23 jun. 2020.
IBGE. RBMC - Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS. [s.d.]. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/ informacoes-sobre-posicionamento-geodesico/rede-geodesica/16258-rede-brasileira-de-monitoramento-continuo-dos-sistemas-gnss-rbmc.html?=&t=sobre. Acesso em: 25 ago. 2020.
ICAO. Doc 9849 AN/457 - Global Navigation Satellite System (GNSS) Manual. Third ed. [S.l.: s.n.].
ICAO. MID Doc 011 - Guidance on GNSS implementation in the MID region. [S.l.: s.n.]. Disponível em: https://www.icao.int/MID/MIDANPIRG/ Pages/MID-Docs.aspx.
ICAO. DOC 10100 - Manual on Space Weather Information in Support of International Air Navigation. First ed. [S.l.: s.n.].
ICAO. ICAO Space Weather Advisories. Singapore. Disponível em: https://www.faa.gov/about/office_org/ headquarters_offices/ato/service_units/mission_ support/ato_intl/cross_polar/. Acesso em: 3 jun. 2020b.
ICAO. DFMC SBAS SARPS - Baseline draft for validation. [s.d.]. Disponível em: https://www.icao.int/ airnavigation/Pages/DFMC-SBAS.aspx. Acesso em: 8 jun. 2020.
INSTITUTO GEOFÍSICO DEL PERÚ. Presentation. [s.d.]. Disponível em: http://lisn.igp.gob.pe/about/detail/ presentation/. Acesso em: 7 set. 2020.
INSTITUTO NACIONAL DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA. O Projeto. [s.d.]. Disponível em: http:// inct-gnss-navaer.fct.unesp.br/pt/projeto.php. Acesso em: 6 set. 2020.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Relatório Descritivo - EMBRACE. São José dos Campos. Disponível em: http:// www2.inpe.br/climaespacial/portal/wp-content/ uploads/2020/08/PROGRAMA_EMBRACE.pdf. Acesso em: 23 set. 2021.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. O Programa Embrace. [s.d.]. Disponível em: http:// www2.inpe.br/climaespacial/portal/o-programa-embrace/. Acesso em: 30 jul. 2020.
KOMJATHY, Attila; SPARKS, Lawrence; MANNUCCI, Anthony J.; XIAOQING, Pi. An assessment of the current waas ionospheric correction algorithm in the South American region. Navigation, Journal of the Institute of Navigation, [S. l.], v. 50, n. 3, p. 193–204, 2003. DOI: 10.1002/j.2161-4296.2003.tb00329.x.
MATSUOKA, Marcelo Tomio; DE OLIVEIRA CAMARGO, Paulo; BATISTA, Inez Staciarini. Impacto de explosões solares no comportamento da ionosfera e no posicionamento com GPS na região Brasileira: Estudo de caso para o dia 28 de Outubro de 2003. Boletim de Ciencias Geodesicas, [S. l.], v. 12, n. 2, p. 315–334, 2006.
MENK, Frederick W.; WATERS, Colin L. Magnetoseismology. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013. DOI: 10.1002/9783527652051. Disponível em: http://doi. wiley.com/10.1002/9783527652051.
NASA. The Magnetospheric Multiscale Mission. [s.d.]. Disponível em: https://mms.gsfc.nasa.gov/ about_mms.html. Acesso em: 5 jun. 2020.
NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION. Coronal Mass Ejections. [s.d.]. Disponível em: https://www.swpc.noaa.gov/ phenomena/coronal-mass-ejections. Acesso em: 30 jul. 2020a.
NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION. Galactic Cosmic Rays. [s.d.]. Disponível em: https://www.swpc.noaa.gov/ phenomena/galactic-cosmic-rays. Acesso em: 13 ago. 2020b.
NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION. NOAA Space Weather Scales. [s.d.]. Disponível em: https://www.swpc.noaa.gov/ noaa-scales-explanation. Acesso em: 13 ago. 2020c.
NATIONAL RESEARCH COUNCIL. Severe Space Weather Events — Understanding Societal and Economic Impacts. Washington, D.C.: National Academies Press, 2008. DOI: 10.17226/12507. Disponível em: http://www.nap.edu/catalog/12507.
REDMON, R. J.; SEATON, D. B.; STEENBURGH, R.; HE, J.; RODRIGUEZ, J. V. September 2017’s Geoeffective Space Weather and Impacts to Caribbean Radio Communications During Hurricane Response. Space Weather, [S. l.], v. 16, n. 9, p. 1190–1201, 2018. DOI: 10.1029/2018SW001897.
RICARD, Nathalie. Dual Frequency Multiconstellation SBAS Key Concepts. Rome. Disponível em: https://egnos-user-support.essp-sas. eu/new_egnos_ops/sites/default/files/EWS19%20 GSA%20-%20Introduction%20to%20EGNOS%20 DFMC%20services.pdf. Acesso em: 8 jun. 2020.
RUTLEDGE, Bob. Space Weather Update. Boulder, CO. Disponível em: https://www.faa.gov/about/office_ org/headquarters_offices/ato/service_units/mission_ support/ato_intl/cross_polar/.
SHEEHAN, William. Carrington, Richard Christopher. In: Biographical Encyclopedia of Astronomers. New York, NY: Springer New York, 2014. p. 373–375. DOI: 10.1007/978-1-4419-9917- 7_9034. Disponível em: https://link.springer.com/ referenceworkentry/10.1007/978-1-4419-9917-7_9034. Acesso em: 23 jun. 2020.
SMAOUI, Mohamed. ICAO Global Provisions and Regional Developments related to GNSS. [S.l.: s.n.]. Acesso em: 14 jun. 2020.
SPOGLI, Luca; ALFONSI, Lucilla; ROMANO, Vincenzo; DE FRANCESCHI, Giorgiana; JOAO FRANCISCO, Galera Monico; HIROKAZU SHIMABUKURO, Milton; BOUGARD, Bruno; AQUINO, Marcio. Assessing the GNSS scintillation climate over Brazil under increasing solar activity. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, [S. l.], v. 105–106, n. November 2018, p. 199–206, 2013. DOI: 10.1016/j.jastp.2013.10.003.
SURCO ESPEJO, Teddy M.; COSTA, Emanoel; DE MORAES, Alison O.; DE PAULA, Eurico R.; FRANCISCO GALERA MONICO, João. Ionospheric Effects on Signal in Space and on Ground Based Augmentation System. [S.l.: s.n.]. Acesso em: 30 ago. 2020.
TAKAHASHI, Directions Kazue; CHI, Peter J.; DENTON, Richard E.; EDS, Robert L. Lysak; ABERCROMBIE, Faulting Rachel; MCGARR, Art; HYNDMAN, Processes David W.; DAY-, Frederick D. Geophysical Monograph Series. [S. l.], p. 1–4, 2015. DOI: 10.1029/164GM03.
TOUSEY, R. The solar corona. In: SPACE RESEARCH CONFERENCE 1973, Anais [...]. [S.l: s.n.] p. 713–730.
UNITED NATIONS. Preliminary draft report and proposed candidate guidelines of expert group C: Space Weather . Vienna. Disponível em: https://www. unoosa.org/pdf/limited/c1/AC105_C1_2013_CRP13E. pdf. Acesso em: 23 set. 2021.
WEBB, David F. The solar cycle variation of the rates of CMEs and related activity. Advances in Space Research, [S. l.], v. 11, n. 1, p. 37–40, 1991. DOI: 10.1016/0273-1177(91)90086-Y. Acesso em: 17 jun. 2020.
WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Aeronautical Meteorology Programme. [s.d.]. Disponível em: https://public.wmo.int/en/ programmes/aeronautical-meteorology-programme. Acesso em: 1 jun. 2020.
YOON, Moonseok; KIM, Dongwoo; PULLEN, Sam; LEE, Jiyun. Assessment and mitigation of equatorial plasma bubble impacts on category I GBAS operations in the Brazilian region. Navigation, Journal of the Institute of Navigation, [S. l.], v. 66, n. 3, p. 643–659, 2019. DOI: 10.1002/navi.328.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Revista da UNIFARevista da UNIFA permite que o (s) autor (es) mantenha(m) seus direitos autorais sem restrições. Atribuição-NãoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0) - Revista da UNIFA é regida pela licença CC-BY-NC
