Telescópio em construção pode revelar dados sobre Idade das Trevas no Universo
Conceito em desenvolvimento por equipe da Nasa captaria ondas de rádio de algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang que criou nosso Universo
Cientistas querem construir um radiotelescópio no lado oculto da lua para ajudar a desvendar os mistérios que cercam o início do Universo.
Embora não seja uma missão oficial da Nasa, o conceito do Radiotelescópio da Cratera Lunar (LCRT, em inglês) está em desenvolvimento há anos. O projeto recebeu recentemente uma verba adicional de US$ 500 mil ao entrar na segunda fase do programa de Conceitos Avançados Inovadores da agência norte-americana.
O telescópio lunar envolveria robôs pendurando telas de arame dentro de uma cratera no lado oposto da lua para criar um radiotelescópio – algo parecido com o famoso e já extinto Observatório de Arecibo, em Porto Rico, mas na lua.
O telescópio poderia medir ondas de rádio de algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang que criou nosso Universo, antes do aparecimento das primeiras estrelas.
Os detalhes deste capítulo na história do nosso Universo são desconhecidos dos cosmologistas, e essas ondas de rádio poderiam revelar o que aconteceu durante aquele tempo.
“Embora não houvesse estrelas, havia bastante hidrogênio durante a Idade das Trevas do Universo – hidrogênio que eventualmente serviria como matéria-prima para as primeiras estrelas”, disse Joseph Lazio, membro da equipe LCRT e rádioastrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa em Pasadena, na Califórnia, em um comunicado.
“Com um radiotelescópio suficientemente grande fora da Terra, poderíamos rastrear os processos que teriam levado à formação das primeiras estrelas, talvez até mesmo encontrar pistas sobre a natureza da matéria escura.”
Projetos como o LCRT são selecionados pelo programa durante um processo de revisão por pares para avaliação de propostas para missões que aprofundariam nossa compreensão e exploração do espaço. O projeto do telescópio ainda está no começo e pode exigir anos de desenvolvimento de tecnologia, mas essa abordagem pode embasar a seleção de missões futuras da Nasa.
“A criatividade é a chave para a exploração futura do espaço e a promoção de ideias revolucionárias hoje que podem parecer estranhas nos preparará para novas missões e novas abordagens de exploração nas próximas décadas”, disse Jim Reuter, administrador associado da Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial da Nasa, em comunicado.
O lado oculto da lua
Os radiotelescópios que os cientistas usam na Terra não podem avaliar as ondas de rádio desta era cósmica porque estão bloqueadas pela ionosfera, que são as partículas carregadas na atmosfera superior do nosso planeta. A Terra também está cheia de suas próprias emissões de rádio, que podem impedir que sinais fracos sejam rastreados pela radioastronomia.
O lado oculto da lua, onde apenas robôs já chegaram, é um lugar sem atmosfera e perfeitamente silencioso – o que impediria qualquer interferência de rádio da Terra.
“Os radiotelescópios na Terra não conseguem captar ondas de rádio cósmicas a cerca de 10 metros ou mais por causa de nossa ionosfera, então há uma região inteira do Universo que simplesmente não podemos ver”, disse Saptarshi Bandyopadhyay, pesquisador-chefe do LCRT e um tecnólogo em robótica do JPL.
“As ideias anteriores de construir uma antena de rádio na Lua exigiam muitos recursos e eram complicadas, então fomos compelidos a pensar em algo diferente.”
Quanto maior o radiotelescópio, melhor será a sensibilidade para rastrear comprimentos de ondas de rádio longas.
Uma cratera com mais de3 quilômetros de largura poderia hospedar um radiotelescópio com uma antena de mais de 1 quilômetro de largura.
Para referência, Arecibo tinha 305 metros de largura e a China tem o Radiotelescópio Esférico com 500 metros de Abertura (FAST). Ambos foram construídos dentro de depressões naturais para apoiar suas estruturas em forma de tigela.
Dentro dessas tigelas estão milhares de painéis reflexivos para tornar todo o prato receptivo às ondas de rádio. Suspenso em cabos acima do prato está um receptor que pode medir as ondas de rádio conforme elas ricocheteiam na tigela. As torres ancoram os cabos. Arecibo se tornou inoperante depois que alguns desses cabos e torres se romperam, colidindo com o prato abaixo e quebrando os painéis.
Equipe de construção robótica
Bandyopadhyay e sua equipe querem simplificar para um projeto mais básico que não exija o transporte de equipamentos pesados ??para a lua.
Em vez disso, robôs poderiam construir o prato usando uma tela de arame cobrindo o centro da cratera. Uma espaçonave poderia transportar a malha da Terra para a Lua, enquanto uma sonda separada entregaria rovers para construir a antena.
Os rovers DuAxel são um conceito também em desenvolvimento no JPL. Dois rovers de eixo único podem permanecer conectados usando um cabo, com um servindo como âncora na borda da cratera enquanto outro desce até o fundo para a construção.
“DuAxel resolve muitos dos problemas associados à suspensão de uma antena tão grande dentro de uma cratera lunar”, disse Patrick McGarey, membro da equipe LCRT e DuAxel e tecnólogo em robótica do JPL. “Os rovers individuais do Axel podem entrar na cratera enquanto estão amarrados, conectar-se aos fios, aplicar tensão e levantar os fios para suspender a antena.”
O financiamento mais recente concedido à equipe irá ajudá-los a identificar desafios, direcionar diferentes abordagens para a missão e determinar as capacidades do telescópio.
O primeiro desafio é o design real da tela de arame. Ele precisará ser forte e flexível o suficiente para manter a forma e o espaçamento, mas permanecer leve o suficiente para ser levada até a lua. E terá de sobreviver às oscilações da temperatura da superfície lunar de menos 173 graus Celsius a 127 graus Celsius.
A equipe também está decidindo se os rovers devem ser totalmente autônomos ou se exigirão uma equipe de operações humanas na Terra.
Os pesquisadores trabalharão com essas hipóteses nos próximos dois anos, na esperança de que seu projeto seja selecionado para desenvolvimento futuro.
“O desenvolvimento deste conceito pode produzir alguns avanços significativos ao longo do caminho, particularmente para tecnologias de implantação e o uso de robôs para construir estruturas gigantescas fora da Terra”, disse Bandyopadhyay.
“Estou orgulhoso de trabalhar com esta equipe diversificada de especialistas que inspiram o mundo a pensar em grandes ideias que podem fazer descobertas inovadoras sobre o Universo em que vivemos.”
Outros projetos operando sob o programa de Conceitos Avançados Inovadores incluem uma pequena nave espacial em formato de “enxame” que poderia estudar a atmosfera de Vênus, uma sonda para Plutão, uma espaçonave caçadora de asteroides, habitats de fungos e espaçonaves que poderiam explorar o sistema solar e o espaço interestelar.
(Texto traduzido; leia o original em inglês)
