E se pudéssemos tirar uma foto de um planeta semelhante à Terra em torno de outra estrela que fosse nítida o suficiente para ver continentes, oceanos e nuvens?
No momento, é impossível. Do nosso ponto de vista, os exoplanetas – planetas que orbitam outras estrelas – parecem vaga-lumes ao lado dos holofotes. Nas poucas imagens que conseguimos tirar delas, os exoplanetas são meros pontos. Mesmo que a próxima geração de telescópios espaciais fique on-line, isso não muda – você precisaria de um telescópio de 90 quilômetros de largura para ver as características da superfície de um planeta a 100 anos-luz de distância.
Um grupo de pesquisadores tem um plano audacioso para superar essas dificuldades. Isso envolve o uso de naves solares de vela solar – possivelmente uma frota inteira delas – para voar mais rápido e mais longe da Terra do que qualquer sonda espacial anterior, virar e usar a gravidade do nosso distante Sol como uma lupa gigante. Se funcionar, capturaremos a imagem de um exoplaneta tão nítida que podemos ver características de apenas 10 quilômetros de diâmetro.
O projeto, chamado Solar Gravity Lens, ou SGL, soa como algo direto da ficção científica. A NASA e uma coleção de universidades, empresas aeroespaciais e outras organizações estão envolvidas, bem como o co-fundador da Planetary Society Lou Friedman, o guru original da vela solar.
“Estou sempre empolgado em tentar fazer algo acontecer que não pode acontecer de outra maneira”, disse Friedman, consultor do projeto SGL que liderou o esforço da NASA na década de 1970 para enviar uma espaçonave de vela solar ao Cometa Halley’s. “A razão pela qual começamos com a navegação solar na The Planetary Society foi porque nos permitiu dar os primeiros passos em direção à exploração interestelar. Nosso LightSail funcionou muito bem e seu sucesso confere confiança e credibilidade à idéia de navegar pelo sistema solar”.
O plano tem muitos obstáculos, mas a recompensa seria incrível, disse Slava Turyshev, físico do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que lidera o projeto Solar Gravity Lens.
“Em nossa vizinhança solar, que classificamos como 100 anos-luz, identificamos vários exoplanetas que podem estar na zona habitável de sua estrela”, disse Turyshev, referindo-se ao calor não muito quente e ao frio. região em torno de uma estrela na qual poderia existir água líquida. “E agora temos a pergunta, o que faríamos se encontrássemos algo que indique a presença de vida em um exoplaneta? Podemos viajar para lá ou pelo menos vê-la?”
Como funciona
Albert Einstein previu, há mais de um século, a idéia de que a gravidade pode dobrar e ampliar a luz, um conceito conhecido como lente gravitacional. Do ponto de vista de um observador, a luz de um objeto distante que passa perto de um objeto massivo em primeiro plano fica distorcida e ampliada, desde que o observador esteja no ponto certo, conhecido como ponto focal. É semelhante à maneira como você pode focalizar uma câmera, encontrando a distância certa do seu alvo, em vez de ajustar o foco da câmera.
O Telescópio Espacial Hubble e outros observatórios viram esse fenômeno: arcos finos e anéis de galáxias distantes, distorcidos e ampliados pela gravidade das galáxias mais próximas.
Os pesquisadores responsáveis pelo projeto SGL dizem que podemos fazer o mesmo com exoplanetas – precisamos apenas viajar para o ponto focal. Para um exoplaneta a 100 anos-luz de distância, o ponto focal fica a 97 bilhões de quilômetros (60 bilhões de milhas) de distância – 16 vezes mais longe do Sol que Plutão. A Voyager 1, que se aventurou mais no espaço do que qualquer outro objeto feito pelo homem, viajou apenas cerca de 20 bilhões de quilômetros (13 bilhões de milhas), e a sonda levou 40 anos para chegar lá.
A solução para chegar lá mais rápido? Navegação solar.
As velas solares capturam o momento da luz do Sol e usam esse momento como propulsão. Usando essa tecnologia, uma espaçonave SGL voaria perto do Sol, ganharia velocidade e se lançaria em direção aos confins do nosso sistema solar, fazendo a jornada em apenas 25 anos.
Em vez das grandes e pesadas naves espaciais usadas no passado, os pesquisadores imaginam sondas pequenas e resistentes que podem pegar foguetes para o espaço com outras missões para reduzir os custos de lançamento. Uma possibilidade é usar enxames de CubeSats do tamanho de um pão, semelhante ao LightSail 2, que podem se auto-montar para criar um sistema óptico maior e único. Se a espaçonave for barata o suficiente, as missões podem ser enviadas aos pontos focais para vários exoplanetas.
Na região focal, a luz do exoplaneta seria espalhada em um círculo conhecido como anel de Einstein. O anel conteria 2 partes. Uma parte viria de uma única porção de 10 por 10 quilômetros do exoplaneta e produziria apenas um pixel na imagem final. A peça conteria luz do resto do exoplaneta. À medida que a espaçonave passa pela região focal, ela precisa se movimentar usando propulsores de íons em miniatura – a luz do sol seria muito fraca para impulsionar a vela solar a essa distância – para mudar a parte do exoplaneta em foco.
Com a ótica correta, tirar 1 milhão de fotos dos anéis de diferentes locais pode render uma imagem semelhante à tirada da Lua pelos astronautas da Apollo 8 em 1968 e capturar características da superfície de até 10 quilômetros de diâmetro.
Isso é viável?
Os desafios tecnológicos da SGL são assustadores, para dizer o mínimo. Para iniciantes, há a questão de navegação precisa, comunicações a longas distâncias e a necessidade de um para-sol para impedir que a luz do nosso sol entre no telescópio. Um coronagraph também seria necessário para bloquear a luz da estrela dos pais do exoplaneta.
A NASA acredita no conceito o suficiente para ter concedido recentemente uma subvenção de US $ 2 milhões do seu programa NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts). O NIAC, que existe desde 1998, fornece dinheiro inicial para ajudar idéias inovadoras a sair da prancheta. O SGL é apenas o terceiro estudo na história do programa a atingir a terceira fase do projeto.
O sucesso do projeto pode estar em sua equipe diversificada, uma abordagem única para projetos NIAC. O esforço cooperativo inclui vários pesquisadores do JPL e várias universidades, incluindo a UCLA, a Universidade do Arizona e a Universidade Wesleyan. Empresas espaciais A Aerospace Corporation e a NXTRAC Inc. estão envolvidas, ambas especializadas em design de missões e análises técnicas. Esse esforço multi-organizacional reúne as mais recentes inovações tecnológicas, como tecnologias inovadoras em velas solares, inteligência artificial, nanossatélites e formação de vôo.
“Uma missão como a SGL pode levar a uma transformação na maneira como exploramos o espaço”, disse Thomas Heinsheimer, co-líder técnico da missão SGLF da Aerospace Corporation, parceira da empresa, a partir da grande nave espacial cara que nos serviu bem na região. passado, a enxames de pequenas embarcações, trabalhando juntos, para fazer novas descobertas longe da Terra.SGL cria uma arquitetura de exploração para que muitas organizações espaciais trabalhem juntas para responder a uma pergunta inspiradora: “Estamos sozinhos no universo?”
Turyshev considera que a geração atual pode responder a essa pergunta, com o SGL servindo como um ‘ponto focal’ para ajudar a transformar a indústria espacial em uma empresa mais cooperativa.
“O SGL pode fornecer esse ponto para vários esforços de tecnologia realmente nos levarem adiante e darmos o primeiro passo fora do sistema solar”, disse ele. “As tecnologias necessárias já existem, mas o desafio é como fazer uso dessa tecnologia, como acelerar seu desenvolvimento e, em seguida, como melhor utilizá-las. Acho que estamos no início de um período emocionante no espaço. onde o acesso ao SGL seria prático e cientificamente interessante “.
Publicado em 24/05/2020 21h26
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