Muitos de nós experimentamos a frustração de poluição, neblina ou nuvens, transformando uma noite de observação de estrelas em um exercício de frustração. Mesmo em órbita, os telescópios não conseguem enxergar muito bem através da poeira que ilumina o Sistema Solar interno. Mas uma equipe de cientistas da NASA criou uma maneira de tirar a astronomia dessa névoa cósmica.
Vênus, Terra e Marte orbitam dentro de uma nuvem de poeira feita por cometas e colisões ocasionais entre asteróides. Essa chamada nuvem zodiacal é o recurso mais luminoso do Sistema Solar depois do Sol e pode ser até mil vezes mais brilhante do que os objetos que os astrônomos realmente estão mirando. A luz afeta as observações orbitais da mesma forma que a luz da Lua cheia afeta as observações do solo. A nuvem zodiacal é tão brilhante que interferiu em todas as missões de observação astronômica por infravermelho, óptica e ultravioleta que a NASA já lançou.
"Simplificando, nunca foi noite para os astrônomos espaciais", disse Matthew Greenhouse, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, MD. A luz da nuvem é maior no plano da órbita da Terra, o mesmo plano em que todo telescópio espacial opera.
Então, como a NASA planeja se afastar da nuvem? Inclinando as órbitas dos futuros telescópios. Esse tipo de ajuste permitiria à sonda gastar uma porção significativa de cada órbita acima e abaixo da poeira mais espessa, proporcionando uma visão mais clara dos objetos no espaço.
“Apenas colocando um telescópio espacial nessas órbitas inclinadas, podemos melhorar sua sensibilidade por um fator de dois no ultravioleta próximo e 13 vezes no infravermelho”, explicou Greenhouse. "Essa é uma inovação na capacidade científica, sem absolutamente nenhum aumento no tamanho do espelho do telescópio".
A Greenhouse se uniu a Scott Benson e à equipe de estudo de Modelagem Colaborativa e Avaliação Paramétrica de Sistemas Espaciais (COMPASS), ambos no Glenn Research Center da NASA em Cleveland, OH. Eles estão investigando missões para colocar um telescópio nesse tipo de plano angular - uma órbita extra-zodiacal - usando novos desenvolvimentos em matrizes solares, propulsão elétrica e veículos lançadores de baixo custo.
Eles desenvolveram uma missão de prova de conceito chamada Explorador Extra-Zodiacal (EZE), um observatório de 1.500 libras da classe EX. O EZE seria lançado em um foguete SpaceX Falcon 9. Um novo e poderoso acionamento solar-elétrico, no estágio superior, direcionaria a sonda em uma manobra de auxílio à gravidade, passando pela Terra ou Marte, um sobrevôo que redirecionaria a missão para uma órbita inclinada em até 30 graus para a Terra.
O motor Evolutionary Xenon Thruster da NASA (NEXT) é um tipo aprimorado de unidade de íons. Ele opera removendo elétrons dos átomos do gás xenônio e acelerando os íons carregados através de um campo elétrico para criar impulso. Embora esses tipos de motores ofereçam muito menos impulso a qualquer momento do que os foguetes químicos tradicionais, eles são muito mais eficientes em termos de combustível e podem operar por anos.
Dois desses motores avançados, que obtêm energia de painéis solares a bordo, seriam alojados no estágio superior do EZE. Eles disparariam para enviar a sonda no sobrevôo planetário que a colocaria em uma órbita extra-zodiacal. "Operamos um propulsor PRÓXIMO por mais de 40.000 horas em testes no solo, mais que o dobro da vida útil do propulsor necessária para entregar a sonda EZE em sua órbita extra-zodiacal", explicou Benson. "Esta é uma tecnologia madura que permitirá missões espaciais muito mais econômicas nas disciplinas de astrofísica e ciência planetária".
Se essa missão conceitual funcionar, diz a equipe, será o melhor desempenho de um observatório na história do programa Explorer da NASA. Também será um divisor de águas. Como explicou Greenhouse, "disponibilizará órbitas extra-zodiacais para qualquer astrônomo que se proponha ao programa Explorer da NASA. Isso permitirá uma capacidade científica sem precedentes para os astrofísicos Exploradores. ”
Fonte: NASA.
