Brasil participa da criação de telescópio gigante para estudar o passado do Universo

O Brasil está realizando testes em uma plataforma capaz de levar experimentos a altitudes superiores a 100 quilômetros e trazê-los de volta à Terra. Essas operações são conduzidas no Centro de Lançamento Barreira Inferno, no estado do Rio Grande do Norte, e podem aumentar a autonomia do país em pesquisas de microgravidade.

Com o nome de Plataforma Suborbital de Microgravidade (PSM-R), este sistema é lançado junto com um foguete, realiza experimentos durante o voo e depois retorna, preso por paraquedas. Após a recuperação da carga, os pesquisadores podem estudar diretamente os materiais expostos às condições reais da missão.

A operação 'Potiguar 2' foi lançada em 31 de agosto e está programada para terminar em 19 de setembro. As provas envolvem a Força Aérea Brasileira (FAB), cujo objetivo principal é verificar a funcionalidade do sistema de recuperação da plataforma.

Em missões semelhantes, cientistas brasileiros geralmente monitoram os resultados através de telemetria que transmite dados à distância. No entanto, a PSM-R oferece uma possibilidade adicional: a recuperação física dos experimentos para análise após o voo.

Pesquisas em microgravidade

Microgravidade não significa ausência total de gravidade; é um estado onde sua influência é significativamente enfraquecida, levando a um desenvolvimento diferente de fenômenos físicos e químicos. Entre as áreas de aplicação dessas pesquisas está o desenvolvimento do foguete VS-30 V16, criado pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), que tem cerca de nove metros de comprimento. A plataforma é elevada a mais de 100 km de altitude e permanece em estado de microgravidade por aproximadamente seis a oito minutos.

Após atingir o ponto mais alto da trajetória, a plataforma inicia seu retorno à Terra. Inicialmente ocorre a queda livre, depois um paraquedas de controle reduz a velocidade, preparando-se para a abertura do paraquedas principal. A cápsula, geralmente, aterrissa no mar. O equipamento GPS instalado no aparelho transmite sinais de rádio sobre sua localização, permitindo que um helicóptero da FAB realize a operação de resgate.

Um dos experimentos é o uso do Cubesat 1U — um nanosatélite contendo microrganismos liofilizados e biodosímetros de radiação. O objetivo deste estudo é descobrir como fungos e bactérias suportam as condições extremas da missão e se permanecem viáveis após o retorno.

Outro conjunto com os mesmos microrganismos e sensores será usado na Terra para análise comparativa. A equipe também realizará testes laboratoriais de microgravidade por rotação clínica, comparando os resultados da simulação com os dados obtidos durante o lançamento real.

Autonomia e futuro da tecnologia

O Brasil já utilizou plataformas de microgravidade adquiridas no exterior. Se a PSM-R for certificada, o país poderá realizar lançamentos regulares usando equipamentos próprios. Como observou Marco Antonio Schamon, presidente da AEB, isso representa um passo em direção ao alcance da autonomia em voos suborbitais.

O Centro de Lançamento Barreira Inferno, inaugurado em 1965, é o primeiro centro de lançamentos espaciais na América do Sul e já participou de mais de 400 lançamentos. A principal vantagem desta fase é a recuperação física dos experimentos. Após a qualificação da plataforma, espera-se que universidades e empresas possam realizar pesquisas mais frequentemente no ambiente de microgravidade, apoiando assim o desenvolvimento das tecnologias espaciais brasileiras.

A NASA está finalizando os preparativos para o lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, um observatório inovador concebido para alterar drasticamente o entendimento atual sobre a origem, a evolução e o futuro do cosmos.

O cerne desta iniciativa aborda uma questão ancestral: se a humanidade está sozinha no Universo ou se apenas carecia das ferramentas adequadas para buscar outros seres. A resposta a essa indagação poderá ser revelada a partir de domingo, 30 de agosto de 2026, data prevista para o envio do Roman ao espaço para iniciar o mapeamento.

A concepção do telescópio remonta a mais de uma década, motivada pela necessidade de superar as limitações dos observatórios existentes. Contudo, as raízes do projeto são anteriores, ligadas ao trabalho pioneiro de uma astrônoma que questionava seu próprio papel na história.

Nancy Grace Roman, astrônoma (1925–2018), declarou: «É difícil dizer como a história verá as minhas conquistas. As pessoas geralmente não estão muito interessadas no que dá o pontapé inicial nas coisas, então não tenho certeza se elas terão muita ideia do meu papel». Como primeira chefe de astronomia da NASA, ela foi fundamental para persuadir o governo dos EUA e a comunidade científica sobre a viabilidade de colocar telescópios no espaço, ganhando o apelido de «Mãe do Hubble». Anos depois, a NASA homenageou esse legado nomeando o observatório que tem potencial para revolucionar a astronomia.

Este projeto colossal é liderado pelo Centro de Voos Espaciais Goddard, em colaboração com o Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) e o Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI). Essa cooperação internacional envolve engenheiros, astrofísicos e programadores para assegurar o funcionamento perfeito da complexa engenharia do observatório no ambiente espacial adverso.

Nas semanas recentes, a estrutura do telescópio foi submetida a rigorosos testes de qualificação espacial. Os engenheiros testaram o equipamento simulando as intensas vibrações e forças mecânicas vivenciadas durante os primeiros momentos do lançamento do foguete. Adicionalmente, foram realizados ensaios acústicos, expondo o sistema a ruídos comparáveis ao estrondo dos motores na decolagem, e testes em câmaras de vácuo térmico para verificar a resistência a variações extremas de temperatura no espaço profundo.

Com a qualificação técnica concluída com êxito, o telescópio está pronto para a viagem. Seu lançamento ocorrerá no Centro Espacial Kennedy, na Flórida, utilizando um foguete Falcon Heavy da SpaceX, com destino à órbita estabelecida pela NASA.

Após o lançamento, inicia-se uma travessia orbital meticulosamente calculada. O alvo do Roman, conforme especificado pela NASA, é o Ponto de Lagrange 2 (L2), uma área de estabilidade gravitacional situada a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, o que equivale a aproximadamente quatro vezes a distância entre o planeta e a Lua.

A seleção do Ponto L2 traz benefícios operacionais e estratégicos cruciais para a astronomia de alta precisão. Nesta localização, o alinhamento natural entre Sol, Terra e o telescópio permite que o escudo térmico da nave bloqueie continuamente a radiação e o calor vindos do Sol e da Terra, mantendo os instrumentos ópticos em temperaturas muito baixas. Ademais, o Ponto L2 garante uma visão desobstruída do cosmos, possibilitando que o observatório aponte seus instrumentos para o espaço profundo sem a interferência constante do disco terrestre.

No Ponto L2, o telescópio Roman operará na mesma região ocupada pelo Telescópio Espacial James Webb, trabalhando em complementaridade técnica. Embora a missão principal do Roman seja de cinco anos, a NASA previu reserva de combustível para estender as operações por mais cinco anos, dependendo da condição dos sistemas embarcados.

Para entender o impacto científico do observatório Nancy Grace Roman, é útil compará-lo com seus predecessores. Enquanto o Telescópio Espacial Hubble funciona como um microscópio de alta precisão, capaz de capturar detalhes finos de uma pequena seção da paisagem, o Roman atua como uma câmera panorâmica de ultradefinição de grande angular.

O segredo dessa capacidade transformadora reside no Instrumento de Campo Amplo (WFI – Wide Field Instrument), o componente tecnológico central do telescópio. Este é um sensor monumental de 300 megapixels que opera tanto na luz visível quanto no infravermelho próximo. O sistema também inclui um espectrógrafo sem fenda, apto a analisar a luz emitida por corpos distantes, identificando suas características físicas e químicas.

A escala de mapeamento do Roman não possui paralelo na história da exploração espacial, permitindo monitorar o céu de forma contínua. Isso abre caminho para o registro de eventos cósmicos breves que antes passavam despercebidos. O telescópio terá a capacidade de detectar explosões de supernovas no instante em que acontecem, registrar colisões entre estrelas de nêutrons e capturar rajadas rápidas de rádio (FRBs), fornecendo dados vitais sobre os eventos mais violentos do Universo.

O telescópio Nancy Grace Roman está preparado para mudar radicalmente o inventário de exoplanetas na Via Láctea, utilizando duas metodologias de detecção complementares e altamente sofisticadas.

A primeira técnica é o imageamento direto, realizado através de um coronógrafo avançado. Historicamente, a busca por planetas fora do Sistema Solar enfrentou um desafio físico quase intransponível: o brilho intenso da estrela hospedeira obscurece os planetas orbitais, tornando-os virtualmente invisíveis à fotografia direta. O coronógrafo funciona como um escudo óptico interno que bloqueia a luz direta da estrela-mãe, permitindo que a luz refletida pelos planetas circundantes seja finalmente visível nas imagens.

Durante o programa Olhar Espacial, apresentado pelo astrônomo Marcelo Zurita, a astrobióloga Raíssa Estrela, pesquisadora do JPL, detalhou a função e a importância dessa tecnologia. Ela explicou: «Essa tecnologia que a gente chama de coronógrafo é basicamente um instrumento que bloqueia a luz da estrela-mãe. E por que a gente quer bloquear essa luz? Porque quando a gente bloqueia a luz da estrela-mãe, a gente consegue ver a luz refletida pelos planetas que estão habitando essa estrela. O brilho da estrela é tão forte que ela ofusca toda a imagem. Então, a gente precisa bloquear para conseguir ver a luz refletida pelos planetas que estão orbitando. Com esse tipo de observatório, a gente vai conseguir fazer o imageamento mesmo do sistema planetário».

Raíssa enfatizou que este é o grande diferencial do equipamento: «Vai deixar de ser uma medida indireta, como é o caso que a gente faz hoje com o James Webb, para também ter agora o imageamento mesmo dos planetas».

Com o coronógrafo, o Roman concentrar-se-á primariamente na obtenção de imagens diretas de planetas gigantes gasosos do porte de Júpiter. Contudo, segundo Raíssa, esta abordagem não será suficiente para localizar mundos menores e mais parecidos com a Terra.

Nesse cenário, o observatório empregará uma segunda técnica refinada: a microlente gravitacional. Baseada na Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, a microlente gravitacional ocorre quando a luz de uma estrela distante segue em direção à Terra e passa próxima a um corpo massivo no trajeto, como outra estrela. A gravidade dessa estrela intermediária age como uma lente natural, curvando o espaço-tempo e amplificando a luz da estrela de fundo. Caso a estrela servidora de lente possua um planeta ao seu redor, a gravidade desse planeta induzirá uma pequena distorção adicional na luz captada pelos astrônomos.

O pesquisador Leandro de Almeida, da Divisão de Astrofísica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), elucidou o efeito físico durante sua participação no Olhar Espacial. Segundo o especialista, o fenômeno acontece porque a gravidade de um objeto massivo distorce o tecido do espaço ao seu redor, modificando a trajetória aparente da iluminação proveniente do fundo. Ele resumiu: «A luz vai reto num espaço-tempo curvo. Quando a luz passa por um objeto de muita massa, o feixe sofre uma deflexão e muda o caminho. O observador não sabe disso, então ele vai ver a estrela em uma outra posição, que é a posição que a gente chama de imagem».

A combinação do coronógrafo com as microlentes gravitacionais permitirá aos cientistas realizar um verdadeiro censo demográfico de sua galáxia, respondendo a questões fundamentais sobre a quantidade de planetas e a frequência de arquiteturas planetárias similares à nossa.

Além da procura por novos mundos, o telescópio Roman tem como objetivos centrais a matéria escura e a energia escura. Juntos, esses dois componentes constituem aproximadamente 95% de todo o conteúdo do Universo, mas permanecem totalmente invisíveis aos olhos humanos e aos sensores astronômicos convencionais.

A matéria escura não emite, absorve nem reflete luz; sua existência é detectada apenas pela força gravitacional que exerce sobre estrelas e galáxias, funcionando como uma substância coesiva invisível que impede que as estruturas galácticas se dispersam enquanto giram. Por outro lado, a energia escura é uma força misteriosa que atua em sentido contrário, funcionando como uma pressão repulsiva que provoca a expansão cada vez mais acelerada do próprio tecido do espaço-tempo.

Apesar de décadas de observações, a natureza intrínseca desses dois fenômenos permanece desconhecida. Para desvendar essa estrutura oculta, o telescópio Roman utilizará seu vasto campo de visão para fotografar bilhões de galáxias ao longo do tempo e do espaço, construindo um mapa tridimensional do cosmos com uma precisão dez vezes superior aos levantamentos atuais.

O observatório analisará a distribuição galáctica e medirá os padrões de desvio para o vermelho da luz, índice usado para calcular a distância e a velocidade com que os objetos distantes se afastam de nós. Além disso, ele investigará as Oscilações Acústicas Bariônicas, que são ondas de densidade deixadas pelos processos físicos do Universo primitivo. Estas oscilações funcionam como uma régua cósmica natural, permitindo medir com grande exatidão como a taxa de expansão do Universo variou ao longo de bilhões de anos sob a influência da energia escura.

Tais medições têm o potencial de redefinir o que a ciência sabe sobre o cosmos, conforme explicou Julie McEnery, cientista sênior do projeto, em um vídeo de apresentação no canal do Centro de Voos Espaciais Goddard. Ela afirmou: «Estamos vendo indícios de que o nosso modelo padrão do Universo está incorreto. O Roman será capaz de confirmar isso e fornecer os dados necessários para explorar novos fenômenos. É extremamente empolgante. Provavelmente, não vamos confirmar os modelos atuais, mas sim explorar fenômenos inteiramente novos pela primeira vez. Acontece que somos a missão certa, com as capacidades certas, no momento certo».

Embora o Roman não tenha sido desenhado para analisar diretamente a atmosfera de planetas rochosos do tamanho da Terra em busca de bioassinaturas, sua missão constitui a base essencial para que a descoberta de uma «Terra 2.0» se torne alcançável.

O emprego operacional do coronógrafo no ambiente espacial e os dados populacionais coletados pelo Roman servirão como um campo de testes para o desenvolvimento das futuras missões astronômicas. Isso se aplica ao futuro Observatório de Mundos Habitáveis.