{"id":42027,"date":"2016-05-16T07:00:51","date_gmt":"2016-05-16T10:00:51","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=42027"},"modified":"2016-05-15T20:00:02","modified_gmt":"2016-05-15T23:00:02","slug":"como-o-proximo-grande-telescopio-da-nasa-podera-tirar-fotos-de-outra-terra","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/como-o-proximo-grande-telescopio-da-nasa-podera-tirar-fotos-de-outra-terra\/","title":{"rendered":"Como o pr\u00f3ximo grande telesc\u00f3pio da NASA poder\u00e1 tirar fotos de outra Terra"},"content":{"rendered":"

\"\"Poder\u00e1 o pr\u00f3ximo grande telesc\u00f3pio da NASA tirar fotos de um planeta semelhante \u00e0 Terra, orbitando outra estrela? Astr\u00f4nomos sonham h\u00e1 tempos com fotos como essa, que possibilitariam estudar mundos al\u00e9m do nosso sistema solar para buscar sinais de vida. Mas mesmo com todos esses sonhos, a tecnologia para transform\u00e1-los em realidade parecia distante. Agora, no entanto, um n\u00famero crescente de especialistas acredita que o Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) da NASA pode capturar imagens de \u201coutras Terras\u201d – e logo. A ag\u00eancia come\u00e7ou a trabalhar formalmente no WFIRST em fevereiro deste ano e pretende lan\u00e7ar o observat\u00f3rio em 2025.<\/p>\n

O WFIRST foi concebido em 2010, como a prioridade n\u00famero um do National Academy of Sciences\u2019 Decadal Survey, um relat\u00f3rio de astr\u00f4nomos norte-americanos que prop\u00f5e uma lista de desejos para futuras miss\u00f5es da NASA e outras ag\u00eancias espaciais federais. O cora\u00e7\u00e3o do telesc\u00f3pio \u00e9 um espelho de 2,4 metros que, embora possua o mesmo tamanho e qualidade daquele do Telesc\u00f3pio Hubble, promete imagens panor\u00e2micas de c\u00e9us cem vezes maiores do que qualquer coisa que o Hubble conseguiria capturar. Usando uma c\u00e2mera chamada Wide Field Instrument, o objetivo prim\u00e1rio do WFIRST ser\u00e1 estudar a energia escura, a for\u00e7a misteriosa que dirige a expans\u00e3o acelerada do universo. Mas outro ponto importante – a busca existencial para saber se estamos ou n\u00e3o sozinhos no universo – j\u00e1 est\u00e1 influenciando a miss\u00e3o.<\/p>\n

Pesquisadores descobriram mais de mil exoplanetas \u00a0(planetas ao redor de outras estrelas que n\u00e3o o Sol) \u00a0desde que houve a recomenda\u00e7\u00e3o crucial do Decadal Survey de colocar o WFIRST como prioridade entre as miss\u00f5es astrof\u00edsicas de pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o da NASA. Eles esperam encontrar dezenas de milhares de outros nos pr\u00f3ximos 10 anos. Muitos ser\u00e3o descobertos pelo pr\u00f3prio WFIRST quando ele inspecionar a convexidade gal\u00e1ctica da Via L\u00e1ctea buscando por estrelas que brilham brevemente enquanto planetas cruzam \u00e0 frente delas, agindo como lentes gravitacionais para ampliar seu brilho. Essa inspe\u00e7\u00e3o pode render a descoberta de tantos mundos quanto \u00e0queles descobertos pelo bem sucedido Kepler, telesc\u00f3pio espacial da NASA, que usou diferentes t\u00e9cnicas para encontrar cinco mil prov\u00e1veis planetas antes de falhas no hardware encerrarem sua miss\u00e3o prim\u00e1ria em 2013.<\/p>\n

Estat\u00edsticas brutas sobre a totalidade de planetas conhecidos sugerem que cada estrela no c\u00e9u \u00e9 acompanhada por pelo menos um e que talvez uma em cada cinco estrelas semelhantes ao Sol possuem um globo rochoso em uma \u201czona habit\u00e1vel\u201d que n\u00e3o \u00e9 nem muito quente e nem muito fria, onde pode haver \u00e1gua l\u00edquida. A melhor maneira de descobrir se algum desses planetas \u00e9 semelhante \u00e0 Terra \u00e9 v\u00ea-los – mas tirar a foto de um planeta a anos-luz de dist\u00e2ncia n\u00e3o \u00e9 nada f\u00e1cil. Um mundo habit\u00e1vel seria um ponto fraco e perdido no brilho intenso de sua estrela dez bilh\u00f5es de vezes mais brilhante. V\u00ea-lo seria como enxergar uma borboleta tremulando perto de um holofote, ou uma alga bioluminescente numa onda quebrando contra um farol.<\/p>\n

LUTANDO CONTRA A LUZ<\/strong><\/p>\n

A atmosfera turbulenta da Terra \u00e9 um s\u00e9rio obst\u00e1culo \u00e0 obten\u00e7\u00e3o de imagens de planetas fracos por observat\u00f3rios terrestres e a maioria dos especialistas concorda que a solu\u00e7\u00e3o \u00e9 usar telesc\u00f3pios espaciais. Mas nem o Hubble nem o seu sucessor, o Telesc\u00f3pio Especial James Webb, que ser\u00e1 lan\u00e7ado em 2018, chegam perto de alcan\u00e7ar o alto contraste necess\u00e1rio para observa\u00e7\u00f5es como essas. Os hardwares dos dois telesc\u00f3pios foram feitos antes da grande onda de descobertas planet\u00e1rias – quando fazer imagens de mundos orbitando outras estrelas era considerado um t\u00f3pico de pesquisa marginal. Al\u00e9m de carregar um Wide Field Instrument para inspe\u00e7\u00f5es astrof\u00edsicas e estudos de energia escura, o WFIRST tamb\u00e9m usar\u00e1 um avan\u00e7ado coron\u00f3grafo, um instrumento dentro do telesc\u00f3pio que filtra a luz estelar usando uma s\u00e9rie complexa de m\u00e1scaras, espelhos e lentes. \u00a0Mas esse segundo instrumento \u00e9 uma adi\u00e7\u00e3o de \u00faltima hora, e o espelho do WFIRST e outros de seus componentes \u00f3pticos n\u00e3o s\u00e3o otimizados para um coron\u00f3grafo. Consequentemente, muitos especialistas preveem que o coron\u00f3grafo do WFRIST n\u00e3o atingir\u00e1 o contraste necess\u00e1rio para capturar imagens de outras Terras. Em vez disso, focar\u00e1 em tirar fotos de gigantes planetas gasosos e, nas circunst\u00e2ncias mais favor\u00e1veis, algumas chamadas \u201csuper-Terras\u201d ou \u201cmini-Netunos\u201d que s\u00e3o cerca de duas vezes o tamanho do nosso planeta e parecem oferecer baixas prospectivas para a vida.<\/p>\n

O coron\u00f3grafo do WFIRST \u00e9 oficialmente apenas uma demonstra\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica com o objetivo de acelerar o desenvolvimento de outros coron\u00f3grafos mais sofisticados que poderiam de fato capturar imagens de Terras alien\u00edgenas – algum dia. Tirar essas fotos \u00e9 t\u00e3o desafiador que planos preliminares da NASA envolvem adiar esse ideia pelos pr\u00f3ximo 20 anos para que a ag\u00eancia desenvolva a tecnologia e o or\u00e7amento necess\u00e1rio para construir um novo telesc\u00f3pio depois do WFIRST. E durante esse tempo, os astr\u00f4nomos continuariam descobrindo grandes quantidades de planetas candidatos.<\/p>\n

O WFIRST, no entanto, pode oferecer um atalho atrav\u00e9s de uma tecnologia chamada \u2018\u2019starshade\u2019\u2019 – uma tela em formato de girassol e fina como papel, do tamanho de metade de um campo de futebol, que flutuaria dezenas de milhares de quil\u00f4metros a frente do telesc\u00f3pio, bloqueando a luz de uma estrela alvo, da mesma maneira como algu\u00e9m bloqueia o sol apontando o ded\u00e3o para o c\u00e9u e colocando-o na frente da estrela. O formato de pena da starshade \u00e9 feito para prevenir que ondas de luz flutuem ao seu redor – como \u00e1gua sobre uma rocha, – algo que destruiria sua sombra ultra escura. Diferentemente dos coron\u00f3grafos, que devem ser constru\u00eddos para a \u00f3ptica de qualquer telesc\u00f3pio e funcionam melhor nos grandes, starshades funcionam com telesc\u00f3pios de qualquer tamanho.<\/p>\n

UM ATALHO PARA OUTRAS TERRAS<\/strong><\/p>\n

Um estudo da NASA do ano passado (pdf) descobriu que uma starshade funcional poderia voar e ser constru\u00edda como uma miss\u00e3o independente para encontrar com o WFIRST pelo custo aproximado de meio a um bilh\u00e3o de d\u00f3lares.Trabalhando em conjunto, o telesc\u00f3pio e a starshade poderiam capturar fotos de quase 40 planetas, incluindo alguns que, em tamanho e \u00f3rbita, imitariam a Terra. \u201cSe, e somente se, o WIFRST tivesse uma starshade ele poderia fornecer imagens de algumas Terras ainda na pr\u00f3xima d\u00e9cada, ao inv\u00e9s de esperamos mais 20 anos,\u201d diz Jeremy Kasdin, professor na Universidade de Princeton, principal cientista do coron\u00f3grafo do WFIRST e coautor do estudo da NASA sobre a starshade. \u201cEssa \u00e9 uma oportunidade real de encontrar outra Terra mais r\u00e1pido e por menos dinheiro antes de fazer um investimento enorme no pr\u00f3ximo gigantesco telesc\u00f3pio espacial da NASA.\u201d<\/p>\n

No por\u00e3o do Laborat\u00f3rio de Qu\u00edmica Frick, em Princeton, Kasdin est\u00e1 trabalhando fervorosamente em um experimento: um tubo de um metro de largura e 75 metros de comprimento com uma c\u00e2mera em uma extremidade, um laser na outra e uma starshade reduzida no meio. At\u00e9 o final do ver\u00e3o norte americano, ele espera, a experi\u00eancia ter\u00e1 demonstrado o contraste necess\u00e1rio para, no tamanho normal, produzir imagens de planetas semelhantes \u00e0 Terra.<\/p>\n

Kasdin n\u00e3o est\u00e1 sozinho nos trabalhos do por\u00e3o; floresce uma \u201ccomunidade starshade\u201d que tamb\u00e9m trabalha no assunto. A companhia aeroespacial Northrop Grumman testou starshades em miniatura em um leito seco em Nevada e em um telesc\u00f3pio solar gigante no Arizona. E no Laborat\u00f3rio de Jato-Propuls\u00e3o da NASA (JPL), pesquisadores est\u00e3o demonstrando como fabricar as p\u00e9talas delicadas da starshade em longa escala, como dobrar a estrutura inteira para dentro de um foguete e como implant\u00e1-la e desdobr\u00e1-la at\u00e9 que atinja o tamanho de um campo de baseball.<\/p>\n

Apesar de o lan\u00e7amento do WFIRST estar marcado para daqui uma d\u00e9cada, a decis\u00e3o de avan\u00e7ar com os preparos para um poss\u00edvel encontro com a starshade deve vir em breve, j\u00e1 que o WFIRST precisar\u00e1 de pequenas modifica\u00e7\u00f5es para permitir uma sincroniza\u00e7\u00e3o com a starshade atrav\u00e9s de dezenas de milhares de quil\u00f4metros no espa\u00e7o.<\/p>\n

\u201cN\u00f3s chamamos isso de \u2018estar pronto para a starshade,\u2019\u201d diz Kasin. \u201cIsso n\u00e3o est\u00e1 no design atual do WFIRST, e n\u00f3s n\u00e3o podemos simplesmente adiar essas mudan\u00e7as por tempo indeterminado\u2026 At\u00e9 o ano que vem n\u00f3s precisaremos decidir se iremos ou n\u00e3o deix\u00e1-lo pronto para a starshade.\u201d<\/p>\n

UM \u201cPROJETO DE TECNOLOGIA STARSHADE\u201d<\/strong><\/p>\n

Mas at\u00e9 agora, altos funcion\u00e1rios da NASA expressaram cautela em comprometer-se com tal miss\u00e3o. \u201cA princ\u00edpio, adicionar uma starshade habilitaria o WFIRST a capturar imagens e a estudar exoplanetas com maiores detalhes do que o coron\u00f3grafo interno permitiria,\u201d diz John Grunsfeld, administrador associado do Diret\u00f3rio de Miss\u00f5es Espaciais da NASA. \u201cNo entanto, a tecnologia starshade ainda est\u00e1 em sua inf\u00e2ncia, ent\u00e3o precisamos caminhar muito antes de construir uma miss\u00e3o para que a starshade voe com o WFIRST.\u201d<\/p>\n

Um impedimento chave \u00e9 dinheiro. O or\u00e7amento de US$ 2,3 bilh\u00f5es do WFIRST \u00e9 relativamente esguio, constrangido pelo aumento de custo de seu antecessor mais ambicioso e que ainda ser\u00e1 lan\u00e7ado, o Webb, de US$ 8,8 bilh\u00f5es. Com a Divis\u00e3o de Astrof\u00edsica da NASA preparando o Webb para lan\u00e7amento e trabalhando no WFIRST, seu or\u00e7amento atual n\u00e3o consegue incluir o desenvolvimento de uma starshade ao mesmo tempo.<\/p>\n

Pol\u00edtica e tempo s\u00e3o outros obst\u00e1culos. As limita\u00e7\u00f5es or\u00e7ament\u00e1rias declaradas da NASA se encaixam com a avers\u00e3o que a ag\u00eancia tem de escolher unilateralmente grandes miss\u00f5es astrof\u00edsicas. Ao inv\u00e9s disso, a NASA pretende deixar que os astr\u00f4nomos dos EUA tracem o seu destino atrav\u00e9s do pr\u00f3ximo Decadal Survey de 2020, no qual o encontro do WFIRST com a starshade poder\u00e1 competir formalmente pela prioridade juntamente com um grande n\u00famero de diversas outras miss\u00f5es espaciais. \u201cNesse momento n\u00e3o existem planos de colocar uma starshade no WFIRST,\u201d diz Paul Hertz, diretor da Divis\u00e3o de Astrof\u00edsica da NASA. Em vez disso, ele diz, a ag\u00eancia est\u00e1 \u201cem modo n\u00e3o-exclua-a-starshade.\u201d Mas n\u00e3o excluir a starshade lembra muito um esfor\u00e7o para construir e lan\u00e7ar uma.<\/p>\n

Quando a NASA anunciou formalmente que daria in\u00edcio ao WFIRST, em fevereiro, ela tamb\u00e9m confirmou que o telesc\u00f3pio seria lan\u00e7ado em uma \u00f3rbita a 1,5 milh\u00f5es de quil\u00f4metros da Terra, onde as condi\u00e7\u00f5es s\u00e3o suficientemente tranquilas para uma starshade funcionar sem inc\u00f4modos. Em planos anteriores, a ideia era que a miss\u00e3o fosse lan\u00e7ada para uma \u00f3rbita terrestre alta, onde a luz solar saltando do nosso planeta teria afundado o trabalho delicado da starshade. Em janeiro, a NASA formou um Grupo de Trabalho Starshade de Prontid\u00e3o para elaborar planos para validar a tecnologia necess\u00e1ria para desenvolver uma starshade a tempo para um encontro com o WFIRST. Finalmente, no m\u00eas passado, a NASA designou formalmente a starshade como \u201catividade de desenvolvimento tecnol\u00f3gico,\u201d um passo que integra todos os diferentes projetos relacionados em um todo mais coerente. \u201cInternamente, n\u00f3s estamos chamando isso de \u2018Projeto de Tecnologia Starshade,\u2019\u201d diz Nick Siegler, tecnologista chefe do Programa de Explora\u00e7\u00e3o de Exoplanetas da NASA, com base no JPL. \u201cO objetivo \u00e9 amadurecer toda a tecnologia da starshade antes do fim da d\u00e9cada para que possamos submeter tudo com confian\u00e7a para o aval do \u00a0Decadal Survey.\u201d<\/p>\n

NEG\u00d3CIO DE RISCO<\/strong><\/p>\n

Ainda que politicamente prudente, o atual plano da NASA de adiar a decis\u00e3o sobre o encontro entre a starshade e o WFIRST at\u00e9 2020 carrega riscos significativos. Existem grandes chance de, por exemplo, o lan\u00e7amento de qualquer starshade ser adiado at\u00e9 depois do fim da miss\u00e3o prim\u00e1ria de seis anos do WFIRST. A maior parte dos ce\u00edculos espaciais da NASA sobrevivem a suas miss\u00f5es prim\u00e1rias e adentram fases \u201cestendidas\u201d depois de atingirem seus objetivos chaves, mas acidentes no final da miss\u00e3o ou falhas no hardware podem acontecer e acontecem. \u201cComo cientista, eu quero ver uma starshade voar junto com a primeira miss\u00e3o do WFIRST,\u201d diz Sara Seager, professora do Instituto de Tecnologia de Massachussets (MIT) que presidiu o estudo da NASA sobre o encontro, \u201cporque n\u00e3o podemos garantir que o WFIRST viver\u00e1 al\u00e9m da sua primeira miss\u00e3o.\u201d Ela ainda acrescenta: \u201cA miss\u00e3o Kepler teve uma miss\u00e3o prim\u00e1ria de quatro anos e adivinhe quanto tempo a nave durou? Quatro anos. Eu odiaria desenvolver uma starshade para n\u00e3o ter o WFIRST para usar com ela. O que a NASA far\u00e1 ent\u00e3o? Construir\u00e1 outro telesc\u00f3pio? N\u00e3o parece prov\u00e1vel.\u201d De acordo com Siegler e outros, um risco adicional em adiar o desenvolvimento da starshade \u00e9 que poderia impedir o planejamento de um telesc\u00f3pio espacial ideal para ser constru\u00eddo anos ou d\u00e9cadas depois do WFIRST, um com um espelho monumental de oito ou 16 metros de largura. Seria grande o suficiente para procurar e capturar imagens de Terras ao redor de milhares de estrelas vizinhas ao Sol – grande o suficiente para finalmente fornecer uma resposta estatisticamente significativa para a pergunta de se estamos ou n\u00e3o sozinhos cosmicamente. No m\u00eas passado, a NASA separou dois times para estudar e recomendar poss\u00edveis designs para tais telesc\u00f3pios, ordenando que cada time submetesse seus achados para a ag\u00eancia at\u00e9 2019 – pouco antes \u00a0do Decadal Survey decidir sobre o encontro. \u201cA grande quest\u00e3o \u00e9 qual tecnologia de supress\u00e3o de luz estelar esses estudos ir\u00e3o escolher?\u201d afirma Siegler. \u201cVoc\u00ea poderia pensar que o coron\u00f3grafo \u00e9 a primeira op\u00e7\u00e3o porque ele \u00e9 f\u00e1cil de construir e de testar, e voc\u00ea provavelmente estaria certo. Essa \u00e9 uma raz\u00e3o porque ele j\u00e1 est\u00e1 no planejamento do WFIRST. A starshade poderia ser uma op\u00e7\u00e3o melhor, mas requer um telesc\u00f3pio e uma nave separada e 50.000 quil\u00f4metros os separando. Como voc\u00ea testa de fato algo assim? N\u00e3o seria um bom uso de imposto testar uma starshade em um telesc\u00f3pio que j\u00e1 est\u00e1 no espa\u00e7o?\u201d<\/p>\n

Em rela\u00e7\u00e3o as suas capacidades de observa\u00e7\u00e3o, as duas tecnologias s\u00e3o complementares. Como apenas outro instrumento do telesc\u00f3pio, coron\u00f3grafos podem empreender agilmente entre dois alvos no c\u00e9u e serem bem-sucedidos em descobertas planetares. Starshades, por sua vez, levam dias ou semanas para flutuarem entre alvos – mas eles compensam com sua melhor banda larga, o que os torna uma escolha melhor para estudar planetas em maiores detalhes.<\/p>\n

Aki Roberge, astrof\u00edsico do Centro Goddard de Voo Espacial da NASA e cientista principal de um dos estudos da ag\u00eancia sobre futuros telesc\u00f3pios, diz que o caminho correto para encontrar outra Terra \u00e9 considerar utilizar os dois. \u201cEm um mundo perfeito, a miss\u00e3o perfeita provavelmente teria tanto um coron\u00f3grafo quanto uma starshade. Qualquer coisa que possa ser feita para manter as duas op\u00e7\u00f5es abertas \u00e9 desej\u00e1vel para o futuro a longo prazo.\u201d<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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