Desert Fireball Network (DFN) é uma rede de câmeras da Austrália projetada para rastrear meteoroides que entram na atmosfera e ajudar na recuperação de meteoritos. Atualmente o projeto opera 50 câmeras autônomas, espalhadas pela Austrália Ocidental e Meridional, incluindo na planície de Nullarbor e outros desertos dos estados, e o Cinturão de Trigo, cobrindo uma área de 2,5 milhões de km 2. As localizações das estações foram escolhidas para facilitar a busca de meteoritos. A partir de 2018, câmeras implantadas em todo o mundo iniciaram o primeiro observatório global de bolas de fogo em associação com equipes de pesquisa parceiras.
Todos os dias, os observatórios da DFN capturam imagens do céu desde o anoitecer até o amanhecer com exposições de aproximadamente 30 segundos, e a equipe DFN é alertada automaticamente se uma bola de fogo ou meteoro for detectado. Com base nas imagens de longa exposição, trajetórias e órbitas são traçadas de maneira semiautomática, e uma linha de queda é gerada para indicar o paradeiro e a massa de quaisquer meteoritos resultantes no solo.
Missão A DFN tem a missão de avançar o entendimento atual da formação e evolução do sistema solar. O sistema conecta a trajetória e órbita de uma bola de fogo até o seu impacto na Terra, e com isso é possível descobrir seu local de origem, como um determinado cinturão de asteróides. Com isso, é possível investigar qual seria o corpo parental do meteorito.
Quando o meteorito é encontrado e coletado, são feitas diversas análises que mostram como eram as condições no corpo original e o que aconteceu com a rocha ao longo de sua vida. Com isso, pode-se construir um mapa detalhado do sistema solar, que mostra a composição variada dos asteróides e outros objetos próximos da Terra. A partir dos dados, pode-se melhorar os modelos de evolução do sistema solar e a pesquisa científica planetária.
O principal objetivo do projeto é encontrar um meteorito cometário. Os cometas são alguns dos materiais mais primitivos do nosso sistema solar e contêm um registro único dos seus primeiros processos de formação. Há evidências crescentes que sugerem que as bolas de fogo cometárias estão caindo na Terra e, portanto, a configuração deste projeto é ideal para observar a queda e coletar amostras, que de outra forma seriam coletadas com um alto custo através de missões de agências espaciais.
História Diversas equipes montaram observatórios de bolas de fogo usando os mesmos princípios, como por exemplo, a Prairie Network (EUA) e a Canadian Meteorite Observation and Recovery Network, que foram lideradas principalmente por astrônomos observacionais. No entanto,coletivamente, elas determinaram a órbita de apenas quatro meteoritos.
O interesse por essa abordagem aumentou em 2008, quando uma pesquisa astronômica telescópica do céu detectou um meteoróide em uma trajetória terrestre e identificou com sucesso sua localização na superfície da Terra. Uma conexão entre o tipo de asteróide candidato e o meteorito foi feita com base na composição e órbita do objeto, mas tais observatórios veem apenas uma pequena porção do céu e, portanto, a probabilidade de observar tais eventos regularmente é um tanto baixa.
O projeto começou em 2005, com apenas três câmeras. Em 2007, o DFN entrou em sua fase de testes no deserto de Nullarbor, na Austrália Meridional. Assim que o sistema passou a operar, diversos meteoros passaram a ser observados, e o primeiro meteorito foi encontrado logo no primeiro dia, apenas a 100 m da previsão do local de impacto. Em partes, a razão para o rápido sucesso do DFN está pela sua localização, já que desertos são bem mais favoráveis para a recuperação de meteoritos do que regiões de vegetação densa, como as regiões temperadas do hemisfério norte, que tornam a tarefa quase impossível. Depois de sua fase de testes e a recuperação de outros dois meteoritos, o DFN expandiu para um observatório digital automatizado de bolas de fogo, que atualmente está sendo expandido para outras regiões da Austrália e outros países.
Ciência do rastreamento de bolas de fogo
Avanços científicos Meteoritos são objetos metálicos ou rochosos que caem do espaço na superfície da Terra. Os cientistas acreditam que a maioria dos meteoritos se originam de asteróides dentro do cinturão do nosso sistema solar, mas há uma quantidade crescente de evidências sugerindo que alguns podem vir de cometas. Alguns meteoritos também vêm de corpos planetários maiores, como a Lua e Marte. Os meteoritos normalmente preservam suas histórias desde o momento em que foram adicionados em seu corpo parental, até quando foram ejetados e pousaram na Terra. Por isso, nossa compreensão sobre a formação e evolução de corpos planetários de até 4,56 bilhões de anos se torna melhor cada vez que um novo meteorito é encontrado.
A queda do meteorito, que é observada usando o observatório DFN, ajuda a informar como um corpo interage com a atmosfera da Terra, como é sua desaceleração, quão brilhante é o meteoro, dependendo de sua composição, e as mudanças na massa enquanto cai devido à ablação.
Um grande número de testes analíticos permite que os cientistas examinem os meteoritos de forma mais complexa. A composição, textura e componentes de um meteorito ajudam a identificar a classe que ele pertence. Ao longo do tempo, as coleções globais de meteoritos foram usadas para identificar grupos de rochas com características semelhantes, que se presume serem originárias do mesmo corpo parental ou da mesma família de corpos. Diferenças sutis dentro desses grupos sugerem variações no corpo parental, como variações composicionais ou texturais, o que implica que ele pode não ser uniforme, talvez assim como à Terra. Os meteoritos de ferro são interpretados como o núcleo de grandes asteróides que podem não existir mais no sistema solar. Eles podem ter sido cercados por uma camada de silicato no corpo original, o que implica que outros meteoritos ricos em silicatos também se originaram do mesmo corpo original, apesar das claras diferenças de composição. Isso significa que se pode aprender sobre os processos que ocorrem nas profundezas dos asteróides com bastante facilidade e que se conhece a composição do núcleo interno da Terra com base nessas rochas.
Meteoritos primitivos contém alguns dos primeiros sólidos formados em nosso sistema solar. Esses materiais foram usados para se calcular sua idade de forma mais precisa (4.568 bilhões de anos). Os meteoritos são chamados de primitivos porque mudaram muito pouco desde sua formação inicial.
O estudo de impactos também se beneficia da queda de meteoritos. A Terra foi atingida por grandes impactos no passado, por exemplo A cratera Chicxulub e os materiais deixados para trás e o efeito no solo melhoram as previsões de modelagem. Os efeitos na Terra também podem ser usados para entender padrões semelhantes que foram observados em outros planetas, criando uma riqueza de compreensão das crateras de impacto em diferentes planetas e corpos planetários.
Recuperação de meteoritos O DFN recuperou inúmeros meteoritos dentro da Austrália e ajudou na recuperação de outros fora do país, através de colaborações com a Global Fireball Observatory. Nome do meteoritoData de observação daPaísEstado, Província ou RegiãoClassificaçãoBunburra Rockhole21 de julho de 2007AustráliaAustrália MeridionalAcondrito brechadoMason Gully13 de abril de 2010AustráliaAustrália OcidentalH5Creston24 de outubro de 2015Estados UnidosCalifórniaL6Murrili27 de novembro de 2015AustráliaAustrália MeridionalH5Dingle Dell31 de outubro de 2016AustráliaAustrália OcidentalL / LL5Arpu Kuilpu1 de junho de 2019AustráliaAustrália MeridionalH5Puli ilkaringuru (nome provisório)18 de novembro de 2019AustráliaAustrália OcidentalH5Madura Cave19 de junho de 2020AustráliaAustrália OcidentalL5Winchcombe28 de fevereiro de 2021Reino UnidoCondado de GloucesterCM2Kybo-Lintos (nome provisório)1 de abril de 2021AustráliaAustrália OcidentalTaghzout (nome provisório)6 de agosto de 2021MarrocosFez-MequinezGolden4 de outubro de 2021CanadáColúmbia BritânicaL / LL5
Hardware da câmera alt=camera on stand with solar panels|miniaturadaimagem|430x430px| Lambina DFN Station: um típico observatório de bola de fogo do outback (com alguns equipamentos não relacionados ao fundo) Os observatórios DFN usam câmeras fotográficas (as DSLRs ) com lentes olho de peixe estereográficas de 8 mm, cobrindo quase todo o céu de cada estação. As câmeras são controladas por meio de um PC com Linux integrado usando gPhoto2 e as imagens são arquivadas em várias unidades de disco rígido para armazenamento até que os observatórios sejam visitados para manutenção (a cada 8 a 18 meses, dependendo da capacidade de armazenamento).
Os observatórios tiram uma imagem de longa exposição a cada 30 segundos durante toda a noite. Após a captura, a detecção automatizada de eventos pesquisa as imagens em busca de bolas de fogo e ou outros corpos são confirmados no servidor central usando imagens de várias estações.
Um código de tempo sincronizado GNSS é incorporado nas imagens de longa exposição pela operação de um obturador de cristal líquido para fornecer dados de tempo absoluto para trajetórias de bola de fogo após triangulação com precisão temporal melhor que um milissegundo. O tempo absoluto é usado para o cálculo das órbitas do meteoróide e o tempo relativo também embutido no código de tempo é necessário para a análise da trajetória (especificamente para calcular a massa da desaceleração do meteoróide).
Processamento de dados alt=inside of observatory showing components|esquerda|miniaturadaimagem|422x422px| Parte interna da última iteração do projeto do observatório DFN (a partir de agosto de 2017) exibindo câmeras, armazenamento, placa de circuito de gerenciamento de energia e PC embutido. A taxa de aquisição de dados requer um pipeline digital automatizado para sua redução. As imagens podem ser baixadas remotamente através de uma verificação cruzada das diversas estações por um link sem fio. O software foi criado para facilitar a localização de trajetórias de bolas de fogo em coordenadas de pixel. Elas são convertidas em coordenadas celestes, para um minuto de precisão de arco, usando uma poderosa ferramenta de calibração astrométrica criada para identificar automaticamente as estrelas circundantes e usá-las como um sistema de referência. Os diferentes ângulos de observação são triangulados usando uma abordagem de minimização de mínimos quadrados modificada, que agora inclui ponderações com base na qualidade da imagem para produzir a trajetória observada completa. Um sistema de obturador dentro da lente de cada observatório codifica uma sequência De Bruijn única e não repetitiva em cada bola de fogo. Isso fornece informações precisas e absolutas de tempo para a duração da trajetória de 0,4 ms. O software escrito especificamente usa parâmetros de entrada para determinar as órbitas de cada meteoroide. A fim de determinar se haverá um meteorito em potencial, a estimativa da massa do meteoróide variável é modelada. Uma vez que a ablação termina, os ventos atmosféricos afetam fortemente o caminho de um meteoroide até o solo. Os dados do Global Forecasting System são usados em um modelo de vento atmosférico com uma malha de resolução de 0,008 graus criada exclusivamente em torno da área da bola de fogo. Uma simulação de vôo escuro de Monte Carlo é realizada para determinar uma área de busca provável para massa principal e fragmentos.
Modelagem meteorológica A trajetória de voo escuro de um meteoroide é significativamente afetada pelos ventos atmosféricos, especialmente pela corrente de jato. Como resultado, a posição da queda do meteorito pode ser deslocada em até vários quilômetros em comparação com um cenário sem ventos.