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Trajetória do Meteorito de Porangaba

 

Na época da divulgação do novo meteorito, também foi divulgado na Internet uma análise de órbita e trajetória que se estendia no sentido NO para SE com uma inclinação razoável em relação ao azimute 0 ou N.

Durante as entrevistas de campo que fiz com as pessoas que estavam próximo ao local da queda e que ouviram e presenciaram o fenômeno sonoro, além de avistarem a fumaça no céu, comecei a ter a percepção que uma possível trajetória para esse meteoro deveria ser sentido norte para sul, porém com uma leve inclinação ao azimute 0 ou N. Talvez até mesmo de NE para SO. Havia testemunhas bem próximas ao local da queda que inclusive relataram fumaça na direção NE. Devido a esses fatos não compatíveis com a trajetória NO para SE, e também a disponibilidade de video e fotos do meteoro de Porangaba, consideramos interessante e necessário fazer uma análise dos dados disponíveis na Internet e tentar traçar uma possível trajetória. Esse trabalhando também foi realizado em parceria com a pesquisadora Dra. Elizabete Zucolotto.

 

 

Um resumo sobre a análise poder ser visualizada através do seguinte vídeo:

 

Por onde Começar a Análise da Trajetória?

A única experiência que eu tinha até então de análise de meteoros era através da utilização do pacote de software UFO (Capture, Analyser e Orbiter) para operação de estações de captura de meteoros. Sem querer desmerecer esse software, que são fantásticos, a análise feita com os mesmos depende de vários pré-requisitos, como o estabelecimento de uma máscara de estrelas para fazer a correta calibração, além disso, o software opera sobre os dados gerados por uma câmera de vídeo em tempo real. Não havia nada nesse sentido disponível para o meteoro de Porangaba. Com os dados disponíveis a análise somente poderia ser feita de maneira manual, sem poder contar com a ajuda de um pacote do tipo UFO.

 

A análise com UFO é facilitada e ágil, uma vez que o operador não precisar ter conhecimento de técnicas que empregam o uso de geometria analítica envolvendo equacionamento matemático para análise das trajetórias, bastando seguir o workflow para conseguir os resultados. Como não seria possível utilizar o pacote UFO seria necessário um estudo mais profundo de métodos de análise de trajetória ou buscar ajuda de pesquisadores com experiência na área.

 

Inicialmente pensamos em contatar com pesquisadores área, como o Dr. José Maria Trigo da Espanha, e um dos mais renomados cientistas ligados a cálculos na área de meteoros, Dr. Jiri Borovicka da República Tcheca. Apesar de sermos muito bem recebidos, não tiveram seus interesses despertados pela baixa qualidade dos dados disponíveis do meteoro, principalmente dados que permitissem uma correta determinação da órbita. 

 

Método de Análise Utilizado

Como não foi possível contar com a ajuda dos “papas” da área, resolvemos realizar uma busca bibliográfica sobre cálculo de trajetórias de meteoros e um artigo do Ceplecha, 1986, chamou a atenção.

 

 

Neste artigo é feita a proposição de um método de calculo de trajetória de meteoro cujo principio é a realização da intersecção de planos. É um método que parecer ser muito intuitivo, e poderíamos começar a traçar os planos utilizando a ferramenta Google Earth.

 

Cada informação de trajetória do meteoro, seja proveniente de um vídeo ou fotografia, deve ser devidamente calibrada para poder ser utilizada em cálculos de trajetória. A calibração é feita por meio uma foto noturna no local mais próximo possível de onde foi feita a imagem que contém a informação do meteoro. Através da imagem calibrada é possível extrair os reais azimutes e elevações a fim de poder realizar a construção dos planos.

O interessante artigo “The Analysis of casual vídeo records of fireballs” sobre a realização de calibrações de autoria de Jiri Borovicka também foi consultado.

 

 

Software de Cálculo de Trajetória

 

Estimar a trajetória pelos planos construídos “manualmente” no Google Earth é interessante, mas um tanto quanto subjetiva, uma vez que o cruzamento dos planos em geral não é de percepção muito fácil. Além disso, também subjetiva fica a projeção desta intersecção no solo, indicando a trajetória real do meteoro a fim de poder estimar uma eventual elipse de espalhamento. Fazer a análise de maneira “manual” no Google Earth também é trabalhoso, uma vez que a cada ajuste de plano é preciso calcular e refazer toda representação no Google Earth.

 

Como minha formação é de Engenharia de Computação, comecei a imaginar como poderia implementar toda essa análise através de um software. Um software no qual bastaria colocar as informações de origem das observações, azimutes e elevações para a construção dos planos e um simples botão para gerar toda análise, inclusive com uma visualização opcional através do Google Earth.

 

Porém, para a construção do software, seria necessário entrar mais a fundo no método de intersecção de planos e entender todo o equacionamento matemático, que nada mais é do que a aplicação de conceitos de Álgebra Linear. Conceitos esses que a gente aprende na faculdade e acha que nunca mais vai usar na vida. Além de conceitos de Álgebra Linear, foi necessário também realizar tratamento de conversão bidirecional de coordenadas, uma vez que latitudes e longitudes não podem ser empregadas em equações no espaço tridimensional.

 

 

Não é a intenção de este artigo ser um manual de uso do software, mas basicamente o software permite a criação com opções de armazenamento em discos de projetos de análise de trajetórias, exibe uma área “Observer Informations” onde é possível inserir a informação dos dados calibrados de azimute e elevação de cada trajetória assim como as suas coordenadas geográficas (latitude e longitude). É possível customizar o comportamento da análise, permitindo o resultado ser automaticamente apresentado no Google Earth, a criação de linhas de azimutes no solo para cada ponto de observação, a exibição ou não dos planos, realização do cálculo da trajetória, representada como uma linha vermelha projetada no solo, e finalmente ajustar a transparência dos planos exibidos. O botão “Analyse!” realiza a análise da trajetória inserida no projeto corrente.

 

Validação do Software

 

Depois de investir algumas semanas no software, comecei a obter de maneira automatizada os mesmos resultados que estava obtendo quando fazia o processo manualmente pelo “Google Earth”, com a diferença agora que a projeção da trajetória estava claramente exibida no solo, facilitando enormemente a análise em andamento da trajetória do Porangaba, como também de quaisquer outras análises futuras, bastando ter apenas dados obtidos de fotografias ou vídeos com as respectivas calibrações.

 

Apesar disso considerei que seria muito interessante realizar uma análise utilizando dados “independentes” e verificar se a análise realizada pelo software em desenvolvimento estaria de acordo com a análise de referências na área e que utilizaram esses mesmos dados.

 

Requisitei então ao Jiri Borovicka se o mesmo poderia disponibilizar um conjunto de dados e análise realizada sobre esses dados a fim de que eu pudesse fazer a validação do software. O mesmo atendeu prontamente o pedido e disponibilizou dados do bólido Kosice, que caiu na Polônia em 2013, juntamente com um paper que demonstra o resultado obtido do cálculo da trajetória desse meteoro. Com isso eu pedira repetir a mesma análise no meu software e comparar o resultado com o resultado do paper.

 

E assim foi feito. Abaixo a primeira análise gerada pelo software com os dados enviados pelo Jiri.

 

 

 

O sistema de coordenadas adotado pelo Jiri é diferente do que eu estava considerando, a origem do azimute estavam deslocados 180 graus. Assim o software gerou uma análise na qual a representação dos planos divergia ao invés de convergir, uma vez que não apontavam corretamente para a direção do avistamento. Porém, para a minha surpresa a análise fora feita corretamente e as linhas vermelhas representando a projeção da trajetória no solo convergiam para o mesmo resultado apontado pelo paper. Isso é explicado porque o software calculou corretamente todos os planos, e os mesmos convergiam na direção posta à representação plotada no Google Earth.