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Um engenheiro óptico do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, Camilo Mejia Prada, brilha uma luz no interior de uma mesa de teste para um instrumento chamado coronagraph que voará a bordo do telescópio espacial WFIRST. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Matthew Luem
Quando um novo telescópio espacial da NASA abre os olhos em meados da década de 2020, ele espia o universo através de alguns dos óculos de sol mais sofisticados já projetados.
Essa tecnologia de múltiplas camadas, o instrumento coronagraph, poderia mais corretamente ser chamada de "óculos de estrelas": um sistema de máscaras, prismas, detectores e até espelhos flexíveis criados para bloquear o brilho de estrelas distantes - e revelar os planetas em órbita ao redor. eles.
Normalmente, esse brilho é avassalador, apagando qualquer chance de ver planetas orbitando outras estrelas, chamados exoplanetas, disse Jason Rhodes, cientista do projeto para o Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia.
Os fótons de uma estrela - partículas de luz - dominam enormemente qualquer luz vinda de um planeta em órbita quando atingem o telescópio.
"O que estamos tentando fazer é cancelar um bilhão de fótons da estrela para cada um que capturarmos no planeta", disse Rhodes.
E o coronagraph do WFIRST acaba de completar um marco importante: uma revisão preliminar do projeto da NASA. Isso significa que o instrumento atendeu a todos os requisitos de projeto, cronograma e orçamento e agora pode prosseguir para a próxima fase: construir hardware que voará no espaço. É uma de uma série de análises que examinam todas as facetas da missão, disse Jeffrey Kruk, cientista do Projeto WFIRST, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
"Cada uma dessas análises é abrangente", disse Kruk. "Examinamos todos os aspectos da missão, para mostrar que tudo está junto".
O coronagraph da missão WFIRST tem como objetivo demonstrar o poder da tecnologia cada vez mais avançada. Ao capturar a luz diretamente de grandes exoplanetas gasosos e de discos de poeira e gás ao redor de outras estrelas, apontará o caminho para as tecnologias de telescópios espaciais ainda maiores.
Futuros telescópios com parágrafos coronais ainda mais sofisticados poderão gerar "imagens" de pixel único de planetas rochosos do tamanho da Terra. Então a luz pode se espalhar para um arco-íris chamado "espectro", revelando quais gases estão presentes na atmosfera do planeta - talvez oxigênio, metano, dióxido de carbono e talvez até sinais de vida.
"Com o WFIRST, poderemos obter imagens e espectros desses planetas grandes, com o objetivo de provar as tecnologias que serão usadas em uma missão futura - para finalmente olhar para pequenos planetas rochosos que poderiam ter água líquida em suas superfícies, ou até sinais de vida, como o nosso ", disse Rhodes.
Dessa forma, o WFIRST é um tipo de pioneiro. É por isso que a NASA considera o coronagraph uma "demonstração tecnológica". Embora seja suscetível de gerar descobertas científicas importantes, seu principal trabalho é provar à comunidade científica que parágrafos complexos realmente podem funcionar no espaço.
"Este pode ser o instrumento astronômico mais complicado de todos os tempos", disse Rhodes.
Por que este artigo é diferente
O Telescópio Espacial Hubble da NASA, em órbita desde 1990, é até agora a única missão de astrofísica da NASA a incluir parágrafos coronais - versões muito mais simples e menos sofisticadas do que as que voam no WFIRST.
Vídeo: https://youtu.be/nUU1oCGoO9A
Mas quando for lançado em meados da década de 2020, o WFIRST será a terceira missão desse tipo a incluir a tecnologia coronagraph. O gigantesco Telescópio Espacial James Webb da NASA, lançado em 2021, incluirá um parágrafo coronariano com uma nitidez de visão maior que a do Hubble, mas sem a capacidade de supressão de luz das estrelas do WFIRST.
"O WFIRST deve ter duas ou três ordens de grandeza mais poderosas do que qualquer outro coronário já voado" em sua capacidade de distinguir um planeta de sua estrela, disse Rhodes. "Deveria haver uma chance para uma ciência realmente convincente, mesmo que seja apenas uma demonstração de tecnologia".
Os dois espelhos flexíveis dentro do coronagraph são componentes-chave. Quando a luz que viajou dezenas de anos-luz de um exoplaneta entra no telescópio, milhares de atuadores se movem como pistões, mudando a forma dos espelhos em tempo real. A flexão desses "espelhos deformáveis" compensa pequenas falhas e mudanças na óptica do telescópio.
As mudanças nas superfícies dos espelhos são tão precisas que podem compensar erros menores que a largura de uma fita de DNA.
Esses espelhos, em conjunto com as "máscaras" de alta tecnologia, outro grande avanço, reprimem a difração da estrela - a curvatura das ondas de luz em torno das bordas dos elementos que bloqueiam a luz dentro do coronagraph.
O resultado: a luz estelar ofuscante é nitidamente obscurecida e brilhando ligeiramente, aparecem planetas anteriormente ocultos.
A tecnologia de escurecimento de estrelas também pode fornecer as imagens mais nítidas de todos os anos de formação de sistemas estelares distantes - quando eles ainda estão envoltos em discos de poeira e gás, à medida que planetas infantis tomam forma dentro.
"Os discos de detritos que vemos hoje em torno de outras estrelas são mais brilhantes e mais massivos do que o que temos em nosso próprio sistema solar", disse Vanessa Bailey, astrônoma do JPL e tecnóloga do WFIRST. "O instrumento coronagraph da WFIRST poderia estudar material de disco mais fraco e mais difuso, mais parecido com o Cinturão de Asteróides Principais, o Cinturão de Kuiper e outras poeiras orbitando o sol".
Isso poderia gerar insights profundos sobre como nosso sistema solar se formou.
Kruk disse que os espelhos deformáveis do instrumento e outras tecnologias avançadas - conhecidas como "controle ativo da frente de onda" - significam um salto de 100 a 1.000 vezes a capacidade dos parágrafos anteriores.
"Quando você vê uma oportunidade como essa para realmente abrir novas fronteiras em um novo campo, não pode deixar de ficar empolgado com isso", disse ele.
Uma vez que a tecnologia coronagraph seja demonstrada com sucesso nos primeiros 18 meses da missão, o coronagraph da WFIRST poderá se tornar aberto à comunidade científica. Um "Programa Cientista Participante" convidaria uma variedade mais ampla de observadores a realizar experimentos além da fase de demonstração.
O avanço do coronagraph através do marco da revisão do projeto faz parte de um cronograma de desenvolvimento que agora se move rapidamente. Uma câmera gigante que também voará na espaçonave, chamada Wide-Field Instrument, superou o mesmo obstáculo em junho. É considerado o principal instrumento do telescópio espacial.
Rhodes gosta de comparar o WFIRST à missão Mars Pathfinder, que faz história. Depois de pousar no Planeta Vermelho em 1997, a sonda Pathfinder lançou um pequeno veículo espacial, chamado Sojourner, para percorrer sozinho o local de pouso e examinar as rochas próximas.
"Foi uma demonstração de tecnologia", disse Rhodes. "O objetivo era mostrar que um rover funciona em Marte. Mas passou a fazer alguma ciência muito interessante durante a sua vida. Então, nós estamos esperançosos o mesmo vai ser verdade para o WFIRST coronógrafo tech demo".
Mais informações: Para mais informações sobre o WFIRST, visite: www.nasa.gov/wfirst
Fonte: Physic.Org / por Calla Cofield, NASA / 25-09-2019
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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