Satélite Pandora e CubeSats vão explorar exoplanetas e mais além

Uma nova nave espacial da NASA, denominada Pandora, já está a caminho para estudar as atmosferas de exoplanetas (ou mundos para além do nosso Sistema Solar) e das suas estrelas. Ao mesmo tempo, foram também lançados os satélites BlackCAT (Black Hole Coded Aperture Telescope) e SPARCS (Star-Planet Activity Research CubeSat), com o tamanho de caixas de sapatos.

As três missões seguiram a bordo de um foguetão Falcon 9 da SpaceX, lançado às 13:44 (hora portuguesa) de domingo passado a partir do Complexo de Lançamento Espacial 4 Este na Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia.

“O objetivo da missão Pandora é separar os sinais atmosféricos dos planetas e das estrelas usando luz visível e no infravermelho próxima”, disse Elisa Quintana, investigadora principal da Pandora no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA. “Esta informação pode ajudar os astrónomos a determinar se os elementos e compostos detetados provêm da estrela ou do planeta – um passo importante na procura de sinais de vida no cosmos”.

O BlackCAT e o SPARCS são pequenos satélites que vão estudar o Universo transiente de alta energia e a atividade de estrelas de baixa massa, respetivamente.

O satélite Pandora vai observar os planetas à medida que passam em frente das suas estrelas, tal como são vistos da nossa perspetiva, eventos chamados trânsitos.

Quando a luz das estrelas passa pela atmosfera de um planeta, interage com substâncias como a água e o oxigénio que absorvem comprimentos de onda característicos, acrescentando as suas impressões digitais químicas ao sinal.

Mas enquanto apenas uma pequena fração da luz da estrela atravessa o planeta, os telescópios também recolhem o resto da luz emitida pelo lado visível da estrela. As superfícies estelares podem apresentar regiões mais brilhantes e mais escuras que crescem, encolhem e mudam de posição ao longo do tempo, suprimindo ou ampliando os sinais das atmosferas planetárias. Para complicar ainda mais a situação, algumas destas áreas podem conter os mesmos elementos químicos que os astrónomos esperam encontrar na atmosfera do planeta, como o vapor de água.

Todos estes factores tornam difícil ter a certeza de que as importantes moléculas detetadas provêm apenas do planeta.

A nave espacial Pandora vai ajudar a resolver este problema, fornecendo um estudo aprofundado de pelo menos 20 exoplanetas e das suas estrelas hospedeiras durante o seu primeiro ano. O satélite irá observar cada planeta e a sua estrela 10 vezes, com cada observação a durar um total de 24 horas. Muitos destes mundos estão entre os mais de 6000 descobertos por missões como o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA.

Também irá recolher luz visível e no infravermelho próximo utilizando um novo telescópio de alumínio com 17 polegadas (45 centímetros) de abertura desenvolvido conjuntamente pelo Laboratório Nacional Lawrence Livermore na Califórnia e pela Corning Incorporated em Keene, New Hampshire. O detetor de infravermelhos próximos do Pandora é uma peça sobresselente desenvolvida para o Telescópio Espacial James Webb da NASA.

Cada longo período de observação captará a luz de uma estrela antes e durante um trânsito e ajudará a determinar o impacto das características da superfície estelar nas medições.

“Estes estudos intensos de sistemas individuais são difíceis de programar em missões de grande procura, como o Webb”, disse o engenheiro Jordan Karburn, gestor adjunto do projeto Pandora em Livermore. “Também são necessárias medições simultâneas de vários comprimentos de onda para distinguir o sinal da estrela do sinal do planeta. Os longos períodos de observação com ambos os detetores são cruciais para descobrir as origens exatas dos elementos e compostos que os cientistas consideram indicadores de potencial habitabilidade”.

Após este lançamento para órbita terrestre baixa, o Pandora passará por um mês de comissionamento antes de embarcar na sua missão principal de um ano. Todos os dados da missão estarão disponíveis ao público.

“A missão Pandora é um novo e arrojado capítulo na exploração exoplanetária”, disse Daniel Apai, professor de astronomia e ciências planetárias na Universidade do Arizona em Tucson, onde se situa o centro de operações da missão. “É o primeiro telescópio espacial construído especificamente para estudar, em pormenor, a luz estelar filtrada pelas atmosferas dos exoplanetas. Os dados do Pandora ajudarão os cientistas a interpretar as observações de missões passadas e atuais, como os telescópios espaciais Kepler e Webb da NASA. E guiarão projetos futuros na procura de mundos habitáveis”.

As missões BlackCAT e SPARCS fazem parte do programa de CubeSats da NASA. CubeSats são uma classe de nanosatélites que têm tamanhos múltiplos de um cubo padrão com 10 centímetros de tamanho. Tanto o BlackCAT como o SPARCS têm 30 por 20 por 10 centímetros. Os CubeSats foram concebidos para proporcionar um acesso economicamente baixo ao espaço para testar novas tecnologias e formar cientistas e engenheiros em início de carreira, enquanto fornecem dados científicos interessantes.

A missão BlackCAT vai utilizar um telescópio de campo alargado e um novo tipo de detetor de raios X para estudar poderosas explosões cósmicas, como as explosões de raios gama, em particular as do início do Universo, e outros eventos cósmicos fugazes. Juntar-se-á à rede de missões da NASA que se dedicam a observar estas mudanças. Abe Falcone da Universidade do Estado da Pensilvânia em University Park, onde o satélite foi desenhado e construído, lidera a missão com a contribuição do Laboratório Nacional de Los Alamos no Novo México.

O CubeSat SPARCS irá monitorizar as erupções e outras atividades de estrelas de baixa massa utilizando luz ultravioleta para determinar como estas afetam o ambiente espacial em torno de planetas em órbita. Evgenya Shkolnik da Universidade do Estado do Arizona em Tempe lidera a missão com a participação do JPL da NASA no sul da Califórnia. Para além de fornecer apoio científico, o JPL desenvolveu os detetores ultravioleta e a eletrónica associada.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Stream do lançamento (SpaceX via rede social X)

Saiba mais:

Pandora:
NASA
Wikipedia

Trânsito exoplanetário:
NASA
Wikipedia

BlackCAT (Black Hole Coded Aperture Telescope):
Universidade do Estado da Pensilvânia
Wikipedia

SPARCS (Star-Planet Activity Research CubeSat):
Universidade do Estado do Arizona
Wikipedia

CubeSat:
Wikipedia