O que é a constante solar?
A constante solar é uma medida da potência de um metro quadrado de luz solar que afeta diretamente um plano perpendicular do espaço acima da atmosfera da Terra e é considerada um valor uniforme de 1.370 watts por metro quadrado. No entanto, isso muda drasticamente na superfície da Terra, pois a luz solar passa por camadas variáveis da atmosfera, dependendo da latitude e do nível do mar, bem como das condições atmosféricas. Portanto, a constante solar é em grande parte um número de referência usado para basear os valores reais de luz solar recebidos, e é fundamental em áreas como a colocação de matrizes solares para geração de energia de fornos fotovoltaicos ou solares e em cálculos climáticos e agrícolas. Como um valor puro acima dos limites da atmosfera, a constante solar também varia em 3%, dependendo do ponto em que a Terra está em sua órbita do Sol, uma vez que a órbita é levemente elíptica.
Enquanto os valores de radiação solar para a constante solar geralmente se concentram na luz visível, os valores são um cálculo de toda a radiação eletromagnética solar recebida. Isso inclui luz infravermelha, raios X e ondas de rádio que são transmitidas pelo Sol, embora ondas de alta frequência como raios X representem menos de 1% da energia total emitida. Onde a luz solar atinge a superfície da Terra, essa radiação é chamada de insolação e possui um nível ideal de cerca de 1.000 watts por metro quadrado. Valores práticos devido a latitudes mais altas, elevações variadas, céu nublado e outras causas de luz indireta reduzem esse valor para 250 watts por metro quadrado, reduzindo o nível real de energia solar que a Terra recebe no espaço por um fator de mais de cinco, uma vez que atinge a superfície.
A constante solar é um valor importante a ser conhecido no campo do desenvolvimento de satélites e sonda espacial. Isso se deve ao fato de que esses sistemas geralmente têm painéis solares para geração de energia e que eles podem ser danificados por alguma radiação solar se não estiverem adequadamente protegidos. Pesquisas sobre ciclos solares para o Sol, envolvendo o cálculo de tempestades solares e atividade de manchas solares, também dependem da constante solar e de seu nível de densidade de fluxo ou da quantidade relativa de energia solar transmitida por metro quadrado. Sabe-se que o próprio Sol possui uma ligeira variabilidade aos seus níveis de radiação em ciclos de 11 anos de ± 0,2%. Isso, juntamente com um aumento de 10% na constante solar a cada 10.000.000.000 de anos, pode ter impactos dramáticos no clima da Terra em áreas regionais como o mar ou globalmente ao longo do tempo.
A exploração do espaço tripulado para locais como a Lua da Terra ou o planeta Marte também precisa levar em consideração a constante solar dessas regiões. A energia solar é amplamente semelhante ao valor puro da Terra quando está na superfície da Lua, devido à mesma distância relativa do Sol e ao fato de a Lua não ter atmosfera. Marte, no entanto, terá uma constante solar diferente, pois, a qualquer momento, fica a pelo menos 48.280.320 quilômetros a mais do que a Terra, e porque possui sua própria atmosfera fraca. No espaço ou em planetas estéreis e asteróides, a constante solar é o principal indicador de quanta energia está disponível para processar rochas em materiais úteis como oxigênio e hidrogênio, ou para gerar energia elétrica para sustentar sistemas ambientais artificiais e equipamentos de comunicação.