Telescópio brasileiro para observação do Sol é lançado pela Nasa

Instrumento científico transportado por balão estratosférico realiza voo de circum-navegação na Antártica com o objetivo de captar a energia que emana das explosões solares em frequências inéditas

Elton Alisson  |  Agência FAPESP – A Nasa, agência espacial norte-americana, lançou com êxito, no dia 18 de janeiro, um balão estratosférico que transporta dois equipamentos científicos voltados a estudar o Sol. O lançamento foi feito em McMurdo, base dos Estados Unidos na Antártica. 

Um dos equipamentos é o Solar-T: um telescópio fotométrico duplo, projetado e construído no Brasil por pesquisadores do Centro de Radioastronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM), da Universidade Presbiteriana Mackenzie, em colaboração com colegas do Centro de Componentes Semicondutores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

O outro equipamento é o experimento de raios X e gama GRIPS (sigla em inglês de Gamma-ray Imager / Polarimeter for Solar Flares), da University of California em Berkeley, nos Estados Unidos, no qual o Solar-T foi acoplado.

Desenvolvido com apoio da FAPESP, por meio de um Projeto Temático e de um Auxílio à Pesquisa-Regular, o Solar-T é o primeiro instrumento científico do gênero construído no país, após 15 anos de pesquisa e desenvolvimento.

Além da FAPESP, o projeto contou com recursos do Fundo Mackenzie de Pesquisa (MackPesquisa), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), da Nasa, do AFOSR (sigla em inglês de Air Force Office of Scientific Research), dos Estados Unidos, e do Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), da Argentina.

“O desenvolvimento do Solar-T representa uma oportunidade de qualificação brasileira em tecnologia espacial avançada que pode dar origem a novos projetos em satélites, por exemplo, e contribuições para a Estação Espacial Internacional”, disse Pierre Kaufmann, pesquisador do CRAAM e coordenador do projeto, à Agência FAPESP.

“Estamos desenvolvendo um projeto em colaboração com o Instituto Lebedev de Moscou para instalar telescópios de detecção de frequências em terahertz na Estação Espacial Internacional, e o sucesso da missão do Solar-T é uma condição necessária para qualificarmos a tecnologia que desenvolvemos”, afirmou.

O balão estratosférico transportando o Solar-T e o GRIPS – que juntos pesam mais de 3 toneladas – está voando a uma altitude de 40 mil metros e circum-navegará a Antártica por um período entre 20 e 30 dias.

Enquanto sobrevoar o continente gelado, o Solar-T deverá captar a energia que emana das explosões solares em duas frequências inéditas, de 3 e 7 terahertz (THz), que correspondem a uma fração da radiação infravermelha distante.

Situada no espectro eletromagnético entre a luz visível e as ondas de rádio, essa faixa de radiação permite observar mais facilmente a ocorrência de explosões associadas aos campos magnéticos das regiões ativas do Sol, que muitas vezes lançam em direção à Terra jatos de partículas de carga negativa (elétrons) aceleradas a grandes velocidades.

Nas proximidades do planeta, essas partículas atrapalham o funcionamento de satélites de telecomunicações e de GPS e produzem as auroras austrais e boreais.

A radiação das explosões nessa faixa do infravermelho distante também torna possível uma nova abordagem para investigar fenômenos que produzem energia em regiões ativas que ficam entre a superfície do Sol, a fotosfera, onde a temperatura não passa dos 5,7 mil graus, e as camadas superiores e mais quentes: a cromosfera, onde as temperaturas alcançam 20 mil graus, e a coroa, que está a mais de 1 milhão de graus (leia mais).

“Essas frequências de 3 e 7 terahertz são impossíveis de serem medidas a partir do nível do solo porque são bloqueadas pela atmosfera. É necessário ir para o espaço para medi-las”, disse Kaufmann.

Para fazer as medições, o Solar-T conta com um aparato composto por dois fotômetros (medidores de intensidade de fótons), coletores e filtros para bloquear radiações de frequências indesejáveis (infravermelho próximo e luz visível), que poderiam mascarar o fenômeno, e selecionar as frequências de 3 e 7 terahertz (leia mais).

Os dados coletados pelo telescópio fotométrico são armazenados em dois computadores a bordo do equipamento e transmitidos compactados à Terra, por meio de um sistema de telemetria, valendo-se da rede de satélites Iridium. Os dados transmitidos à Terra são gravados em dois computadores no CRAMM.

“A transmissão dos dados obtidos pelo Solar-T para a Terra garante a obtenção das informações coletadas caso não seja possível recuperar os computadores a bordo do equipamento, porque as chances são muito baixas”, afirmou Kaufmann. “A Antártica é maior do que o Brasil, tem pouquíssimos lugares de acesso e não há como controlar o lugar onde o balão deve cair.”

De acordo com o pesquisador, os dois fotômetros THz, os computadores de dados e o sistema de telemetria do Solar-T estão funcionando normalmente, alimentados por duas baterias carregadas com energia capturada por painéis solares.

Logo após o rastreador de explosões solares ter sido acionado, no dia seguinte ao do lançamento do balão estratosférico, o equipamento já começou a enviar dados para a Terra.

Os dados terão que ter precisão de apontamento e rastreio do Sol de mais ou menos meio grau. Esse nível de precisão deverá ser assegurado por um sistema automático de apontamento e rastreio do GRIPS, com o qual o Solar-T está alinhado.

“Por enquanto, ainda não houve nenhuma grande explosão solar captada pelo Solar-T. Mas, caso ocorra, o equipamento poderá detectá-la e enviar os dados para analisarmos”, disse Kaufmann.

Série de tentativas

O balão estratosférico foi lançado com sucesso pela equipe da Nasa após sete tentativas frustradas, iniciadas em dezembro de 2015.

As tentativas anteriores falharam porque na hora do lançamento mudaram as condições de vento no solo, na atmosfera superior e na estratosfera (a 50 quilômetros do solo).

A combinação das condições meteorológicas de solo e a média e alta altitude é crítica e muito difícil de ser determinada pelos sistemas de previsão de tempo, explicou Kaufmann.

“Como a operação de lançamento é muito cara, envolve dezenas de pessoas, veículos e, eventualmente, até aviões, a margem de risco tem que ser mínima”, disse.

“Não tivemos que pagar nada pela missão porque fomos convidados pelo grupo de pesquisadores do experimento GRIPS a participar do projeto após apresentarmos o Solar-T em uma conferência internacional. Estávamos à procura de um lançador para o telescópio e tínhamos até um projeto de ter um lançador próprio.”

Segundo o pesquisador, o custo da realização de experimentos espaciais, como o Solar-T, com balões estratosféricos é muito menor em comparação ao uso de satélites.

Algumas das razões pelas quais o balão estratosférico foi lançado agora é porque a circulação estratosférica de vento – o chamado vórtex – em volta do Polo Sul é favorável nessa época do ano. Além disso, o Sol também nunca se põe no Polo Sul nesse período do ano.

Dessa forma, é possível coletar ininterruptamente a luz emitida pelo Sol. “Mesmo agora, em que o Sol está em uma fase de queda de ciclo, a chance de detectar uma explosão razoável, observando por 24 horas diariamente e em um período entre 20 e 30 dias em que o Solar-T ficará na estratosfera, é muito boa”, avaliou Kaufmann.

Na avaliação do pesquisador, se o lançamento do Solar-T não fosse feito agora dificilmente seria possível realizá-lo no ano que vem, quando o ciclo de explosões solares deve cair ainda mais.

“Já estávamos nos aproximando da chamada ‘janela do verão’ [quando o Sol se põe no Polo Sul]. Seria muito difícil convencer a Nasa a investir em uma nova missão”, estimou.

A navegação do balão estratosférico transportando experimento GRIPS com Solar-T – denominado de voo NASA 668N – pode ser acompanhada pelo site www.csbf.nasa.gov/map/balloon8/flight668N.htm .