O ônibus espacial Atlantis acaba de retornar para o Centro Espacial Kennedy, na Flórida, de onde são feitos os lançamentos da NASA. Devido ao mau tempo, a nave pousou na Califórnia no último dia 24, depois da missão histórica que fez renascer um novo Telescópio.
Depois de percorrer 8,5 milhões de quilômetros, a mais de 25.000 km/h, o ônibus espacial Atlantis precisou de uma carona para voltar para casa.
Devido ao mau tempo, a nave pousou na base aérea de Edwards, na Califórnia, no último dia 24, depois da missão histórica que fez renascer o Telescópio Espacial Hubble.
De carona em um avião 747 modificado, a nave retornou para o Centro Espacial Kennedy, na Flórida, de onde são feitos os lançamentos dos ônibus espaciais.
A viagem começou ontem e incluiu uma parada no estado do Mississippi. Agora há pouco a dupla decolou novamente e, depois de pouco mais de uma hora de voo, chegou ao destino quase no início da noite.
O ônibus espacial Endeavour já está no local de lançamento, pronto para o seguir rumo à Estação Espacial Internacional. Durante a missão STS-127, que deverá durar 16 dias, os astronautas instalarão a parte final do laboratório japonês Kibo. Estão previstas cinco caminhadas espaciais durante a missão.
Próxima parada: a Lua
Visão artística da separação entre a LCROSS e o segmento do foguete Atlas, que impactará contra a superfície da Lua.[Imagem: NASA]
Seguindo Maio, que marcou a inauguração de uma nova era nos telescópios espaciais, Junho será marcado pelo lançamento de duas missões que vão olhar para mais próximo da Terra - mais especificamente, para a Lua.
No próximo dia 17/06, um foguete Atlas V será lançado do Cabo Canaveral, levando a bordo as missões LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter - Sonda de Reconhecimento Lunar) e LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite - Satélite de Observação e Sensoriamento de Crateras Lunares).
Em busca do gelo lunar
Em conjunto, as duas missões permitirão o mapeamento de altíssima resolução da Lua, com precisão de até 1 metro, o conhecimento de sua mineralogia, além da esperada resposta a uma pergunta que permanece no ar há décadas: existirá de fato água congelada no interior das crateras lunares?
LRO - Sonda de Reconhecimento Lunar
Utilizando sete instrumentos científicos diferentes, a missão LRO ajudará a identificar locais de pouso seguros para as futuras missões tripuladas à Lua.
Essa busca por espaçoportos lunares incluirá a localização de recursos minerais que poderão potencialmente ser utilizados pelos astronautas, além de futuras explorações comerciais, e o estudo da radiação ambiental do nosso satélite.
Uma espécie de plástico que imita a consistência dos tecidos humanos medirá a absorção da radiação ambiental lunar, buscando descobrir como ela afetará o corpo humano.
Além do mapeamento da superfície lunar no espectro ultravioleta, as câmeras da LRO construirão um mapa 3-D em alta resolução da superfície da Lua. Um dos momentos mais esperados da missão será a visualização direta do interior das crateras mais profundas da Lua, em busca de depósitos tão esperados, e que seriam muito bem-vindos, de água congelada.
"A LRO é uma espaçonave incrivelmente sofisticada. Seu conjunto de instrumentos trabalhará em harmonia para nos enviar dados em áreas nas quais nós estamos famintos por informações há anos," diz o coordenador da missão, Craig Tooley.
LCROSS - Satélite de Observação e Sensoriamento de Crateras Lunares
A sonda LCROSS irá buscar por uma resposta definitiva sobre a presença ou não de água congelada nos polos lunares.
A missão usará o segundo estágio do foguete Atlas de uma forma inédita, culminando com dois impactos espetaculares sobre a superfície lunar.
Ao contrário das missões tradicionais, onde o satélite se solta do foguete quando entra em órbita, o segundo estágio do foguete Atlas seguirá viagem com a LCROSS. Depois de uma jornada de quatro meses, ele será dirigido para um impacto preciso em uma cratera permanentemente escura em um dos polos da Lua.
Os cientistas calculam que a nuvem de poeira resultante do impacto eleve-se a mais de 15 quilômetros de altitude, o que permitirá sua observação pelos instrumentos da sonda espacial, do telescópio Hubble e até mesmo por telescópios terrestres.
Quando a poeira atingir uma altitude que a faça ser iluminada pela luz do Sol, os cientistas esperam encontrar traços de água congelada. Mas as medições darão também um conhecimento inédito sobre todos os componentes minerais do fundo das crateras lunares.
Ao contrário da LRO, uma missão de altíssima tecnologia, que vai inclusive testar novos tipos de equipamentos nunca usados antes, a LCROSS é uma missão estilo "carro popular", com tecnologias comprovadas e baratas, reaproveitando equipamentos e softwares já testados em missões anteriores.
Spitzer captura estrela criando cristais de cometas
A observação da estrela EX Lupi, que chega a ficar 100 vezes mais brilhante durante suas explosões, deu aos cientistas informações sobre a geração de materiais que só se formam em temperaturas muito elevadas, mas que são encontradas nos gelados cometas.[Imagem: NASA/JPL-Caltech]
Cristais de silicato
O Telescópio Espacial Spitzer pode ter encontrado a resposta para uma das mais intrigantes questões que vinha desafiando os astrônomos há décadas: como é que cristais de silicatos, que exigem temperaturas altíssimas para se formarem, vão parar nos cometas, corpos literalmente congelados, nascidos nas frias bordas dos sistemas planetários?
Esses cristais podem ter surgido como partículas de silicato não-cristalizadas, compondo a mistura de gás e poeira da qual se formam as estrelas e os planetas. Esses silicatos originais podem ter se transformado em cristais por gigantescas erupções que ocorrem na superfície das estrelas.
Assistindo a formação de cristais
Os astrônomos detectaram a assinatura infravermelha dos cristais de silicatos no disco de poeira e gás ao redor da estrela EX Lupi durante uma de suas frequentes tempestades. Os cristais não estavam presentes na observação anterior que o Telescópio Spitzer fez da mesma estrela, durante um de seus períodos de calmaria.
"Nós acreditamos ter observado pela primeira vez o processo de formação de cristais em andamento," diz o pesquisador Attila Juhasz, do Instituto Max Planck, na Alemanha. "Nós acreditamos que esses cristais foram formados pelo recozimento termal de pequenas partículas na superfície do disco interno da estrela pelo calor da erupção. Este é um cenário completamente novo para a formação desse material."
Recozimento espacial
Recozimento (annealing) é um processo no qual o material é aquecido até uma certa temperatura, quando suas ligações químicas se quebram e se refazem, alterando a estrutura física do material. Esta é uma técnica utilizada há séculos na metalurgia terrestre, mas parece também ser uma das formas pelas quais uma poeira de silicato pode se transformar na sua forma cristalina no espaço.
A estrela EX Lupi foi observada pelo espectrógrafo de infravermelho do Spitzer em Abril de 2008. Embora ela estivesse começando a diminuir de brilho depois de uma grande explosão, ocorrida em Janeiro daquele ano, ele ainda estava 30 vezes mais brilhante do que quando está em "repouso." Durante as erupções, a estrela chega a ficar 100 vezes mais brilhante.
Bibliografia:
Episodic formation of cometary material in the outburst of a young Sun-like star
Attila Juhasz et al.
Nature
Planck, o telescópio espacial que quer descobrir o futuro do Universo
Qual será o futuro do Universo?
Enquanto o Herschel vai olhar para os primeiros instantes do Universo, o telescópio espacial Planck tem a preocupação oposta. Sua principal missão será estudar como o Universo se desenvolverá, como ele irá mudar e com o que se parecerá no futuro.
Sem uma bola de cristal, contudo, ele começará aprendendo com o passado, olhando para trás no tempo, menos de 400.000 anos depois do surgimento do Universo, cerca de 14 bilhões de anos atrás.
O nome do telescópio é uma homenagem ao físico alemão Max Planck, ganhador do Prêmio Nobel em 1918 por seus estudos sobre a radiação. Além de cientista brilhante, Planck foi o maior responsável por retirar Einstein do anonimato da sua função de funcionário público e tornar seus trabalhos famosos mundialmente.
Radiação Cósmica de Fundo
Enquanto o Herschel tenta capturar esse passado usando as fontes de radiação infravermelha, o Planck quer enxergar o Universo de um outro "ponto de vista", captando as emissões de micro-ondas. A radiação de micro-ondas tem comprimentos de onda maiores do que a radiação infravermelha, e não vem de objetos frios - ela foi gerada pela sopa primordial de partículas geradas após o Big Bang e que vieram dar ao nosso Universo a sua conformação atual. Esta é a chamada radiação cósmica de fundo.
A radiação cósmica de fundo é uma espécie de brilho do Big Bang. Essa luz decaiu para micro-ondas à medida que o Universo se expandia ao longo dos 13,7 bilhões de anos que se seguiram desde o seu surgimento.
Os instrumentos do telescópio Planck irão medir as variações de temperatura na radiação cósmica de fundo com uma sensibilidade, resolução angular e amplitude de frequências nunca antes atingida, permitindo a composição de uma imagem do Universo quando este tinha apenas 380 mil anos.
Expansão do Universo
Medindo minúsculas variações nessa radiação, o telescópio Planck traçará um novo retrato do Universo - sua idade, composição, tamanho, massa e geometria. E dirá muito sobre a sua expansão inicial - acredita-se que o Universo aumentou de tamanho 100 trilhões de trilhões de vezes em apenas um trilhão, de trilhão, de trilionésimo de segundo.
E, mesmo não estando diretamente interessado em objetos extremamente frios, o Planck será ainda mais frio do que o Herschel - seus instrumentos funcionarão a 0,1 K. Ele utiliza um sistema inovador de resfriamento usando escudos irradiadores voltados para o espaço profundo, o que permite alcançar temperaturas de cerca de 60 K. A seguir, um sistema de três refrigeradores criogênicos, um colocado dentro do outro em sequência, baixam a temperatura dos sensores de imagem do Planck para apenas um décimo acima do zero absoluto.
Espelho de fibra de carbono
O espelho do telescópio espacial Planck tem 1,5 metro de diâmetro, mas é opticamente mais complexo do que o o espelho do Herschel, que tem 3,5 metros, com um projeto que evita a entrada de luz indesejável no interior do sensores.
O espelho foi construído com um plástico reforçado com fibras de carbono, um compósito leve utilizado na fabricação de antenas para satélites artificiais e artigos esportivos. Como esse material não pode ser polido como o vidro, foi construído um molde com uma precisão superficial de 5 micrômetros, sobre o qual o material de carbono foi aplicado fibra por fibra. O formato final do espelho garante que toda a radiação que o alcança é corretamente focalizada para os sensores criogenicamente resfriados.
O telescópio Planck inteiro mede 4,2 metros de altura por iguais 4,2 metros de diâmetro.
Retrato do futuro.
Capturando as emissões da radiação cósmica de fundo com uma precisão inédita, o Planck permitirá que os cientistas calculem parâmetros como a curvatura do espaço-tempo e a participação da energia escura, da matéria escura e da matéria comum na distribuição da massa e da energia no Universo.
As incertezas sobre os valores de cada um desses parâmetros deverá ser diminuída para menos de 1%, o que permitirá projeções que deem noções sobre a evolução do Universo e sobre como ele deverá se parecer no futuro. Deverá se ter, por exemplo, um cálculo mais preciso da idade do Universo, hoje estimada em 13,7 bilhões de anos.
Segundo os pesquisadores, o Planck coletará dados 15 vezes melhores do que o melhor telescópio de micro-ondas atual, o WMAP, da NASA (veja O que existia antes do Big Bang?). Esse poder pode dar uma ideia das descobertas que os cientistas esperam, uma vez que foi o WMAP que conseguiu medir a composição do Universo, estabelecida em 72% de energia escura, 23% de matéria escura e apenas 5% da matéria comum, da qual somos constituídos.
Instrumentos científicos do Planck
O espelho do telescópio Planck dirige a radiação de micro-ondas capturada para dois instrumentos:
LFI
O LFI (Low Frequency Instrument) é um conjunto de 22 receptores de rádio localizado no pano focal do telescópio. O equipamento irá mapear o céu em três frequências, de 30 a 70 GHz.
HFI
O HFI (High Frequency Instrument) é um conjunto de detectores bolométricos também localizado no plano focal do telescópio. Ele irá imagear o céu em seis frequências, entre 100 GHz e 857 GHz.
Conheça o Herschel, o maior telescópio espacial já lançado
Maior telescópio espacial do mundo
O seu nome oficial é Observatório Espacial Herschel, mas ele atenderá bem por telescópio espacial ou ainda por telescópio de infravermelho Herschel. O nome é uma homenagem ao astrônomo britânico William Herschel, que descobriu a radiação infravermelha em 1800. Ele também foi o descobridor do planeta Urano e de suas luas.
Com seu espelho de 3,5 metros de diâmetro, o Herschel é o maior telescópio espacial já lançado, sendo quase quatro vezes maior do que o atual telescópio de infravermelho da NASA, o Spitzer. O telescópio como um todo mede 7,5 metros de altura e 4,5 metros de diâmetro. Ele conseguirá "olhar" para os momentos iniciais logo após o Big Bang com uma precisão que os cientistas hoje podem apenas sonhar.
Radiação infravermelha
A radiação infravermelha - essencialmente calor - consegue atravessar as poeiras e os gases interestelares que escondem objetos e corpos celestes dos telescópios ópticos, permitindo que os astrônomos observem regiões onde se formam estrelas, os centros das galáxias e até mesmo galáxias envoltas em enormes nuvens de poeiras e gases, que praticamente não emitem luz visível.
A atmosfera terrestre bloqueia a maior parte dos comprimentos de onda da radiação infravermelha, além de gerar ela própria radiação desse tipo. Ou seja, tentar observar o universo com um telescópio de infravermelho localizado no solo seria mais ou menos como olhar estrelas ao meio-dia.
Enxergando o calor, e o frio, do universo
O principal objetivo do telescópio espacial Herschel será estudar a formação de planetas, estrelas e galáxias e investigar como esses fenômenos se inter-relacionam.
"Como nossa visão esteve tão limitada até agora, nós podemos esperar uma enormidade de descobertas, de novas moléculas no espaço interestelar até novos tipos de corpos celestes," diz Paul Goldsmith, um dos cientistas da missão.
Ao contrário do que possa parecer, a capacidade para enxergar a radiação infravermelha não fará do Herschel um ás da observação de objetos quentes - esses, na verdade, emitem energia radiante, ou luz, o que os faz brilhantes e facilmente visíveis. Ao contrário, o Herschel será capaz de detectar emissões de calor extremamente tênues que, no senso comum, muito bem poderiam ser chamadas de "emissões de frio."
Os objetos mais frios do universo, como as estrelas e as galáxias em processo de formação, além da própria poeira interestelar, aparecem como manchas escuras quando são fotografadas por telescópios ópticos - que captam a luz visível. Desta forma, os astrônomos não sabem o que está acontecendo em seu interior.
Mas nos comprimentos de onda maiores - como as ondas infravermelhas e aquelas na faixa submilimétrica, ou terahertz - os objetos frios brilham e ganham destaque. O Herschel será capaz de detectar a radiação emitida por objetos com uma temperatura de -263º C (10 K).
Para observar tais corpos frios, os sensores do próprio telescópio devem ser extremamente frios. O Herschel leva 2.300 litros de hélio superfluido, capaz de manter seus instrumentos apenas 1,65° C acima do zero absoluto (1,65 K). Mas dois dos seus instrumentos serão ainda mais frios: graças a uma combinação de equipamentos de resfriamento, em que um dispositivo de criogenia é inserido dentro do outro, sua temperatura chegará a 0,3 K.
No lado escuro da Terra
O telescópio Herschel levará cerca de dois meses até atingir sua órbita estável, no chamado Ponto de Lagrange L2, um ponto de estabilidade gravitacional localizado atrás da Terra em relação ao Sol, o que significa que ele estará sempre no lado noturno da Terra. Isso permitirá que ele tenha uma visão do céu sempre escuro, sem dos distúrbios da radiação e da gravidade do Sol, da Terra e da Lua.
Espelho segmentado
Para conseguir lançar um telescópio espacial tão grande quanto o Herschel, os cientistas tiveram que desenvolver uma nova técnica para a construção do seu espelho. O vidro seria pesado demais para se fazer um espelho de 3,5 metros de diâmetro para ser lançado ao espaço.
A solução foi construir doze grandes segmentos de um material cerâmico chamado carbeto de silício (SiC). Em vez dos moldes tradicionalmente utilizados na fabricação de espelhos e lentes grandes, os módulos do espelho do Herschel foram literalmente assados em um forno, para depois serem unidos.
O resultado é um conjunto que pesa apenas 300 quilogramas, um terço do espelho principal do Hubble, mesmo sendo quase duas vezes maior em termos de área.
Instrumentos científicos do Herschel
O telescópio de infravermelho Herschel, que será lançado no mesmo foguete que levará o telescópio espacial Planck, é formado por três instrumentos científicos:
PACS
O PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) é uma câmera e espectrômetro de média e baixa resolução capaz de detectar comprimentos de onda até 205 micrômetros. Ele utiliza detectores bolométricos - sensores de calor - em sua câmera e dois conjuntos de sensores fotocondutores em seu espectrômetro.
SPIRE
O SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) é uma câmera e espectrômetro para captar comprimentos de onda acima dos 200 micrômetros. Ele utiliza cinco sensores para capturar imagens infravermelhas: três para capturar imagens em três diferentes "cores" do espectro infravermelho e dois para analisar integralmente os grandes comprimentos de ondas infravermelhas sendo emitidas pelos objetos observados.
HIFI
O HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) é um espectrômetro de altíssima resolução que pode obter informações sobre a composição química, a cinemática e o ambiente física das fontes de emissão da radiação infravermelha.
