Como funciona o WISE

Se você cresceu na era do programa Apollo , dos ônibus espaciais e do telescópio Hubble , provavelmente está acostumado a pensar na exploração espacial como envolvendo peças de hardware com preços surpreendentes, missões únicas e estreitamente focadas e expectativas de vida curtas. Mas em uma era em que a NASA está sob pressão orçamentária cada vez mais forte, os cientistas espaciais de hoje não têm mais um cheque em branco para explorar o cosmos. Em vez disso, eles precisam usar sua engenhosidade para aproveitar ao máximo os recursos limitados – por exemplo, tirando um satélite da hibernação e reaproveitando-o para uma nova missão.

É exatamente isso que a NASA está fazendo com o Wide-field Infrared Survey Explorer , ou WISE .

Quando o telescópio orbital de US$ 320 milhões foi lançado em dezembro de 2009, sua missão original era procurar radiação infravermelha proveniente de objetos distantes – de asteroides a estrelas anãs marrons exóticas – que eram muito fracos para serem observados dentro do espectro de luz visível [fontes: Chow , Klotz ]. Nos 13 meses que se seguiram, o WISE fez um trabalho incrível nessa tarefa, catalogando 560 milhões de objetos celestes. Além de estrelas e galáxias, o WISE descobriu 19 cometas nunca antes vistos e mais de 33.500 asteroides [fonte: Chow ]. Eventualmente, depois que o WISE concluiu seu trabalho, os cientistas da NASA desligaram a maior parte da eletrônica do satélite e o deixaram em órbita em hibernação em fevereiro de 2011 [fonte: Space.com ].

Mas, como se vê, o WISE ainda não acabou. Em agosto de 2013, a NASA anunciou que estava reativando o satélite para uma nova missão de três anos. Em vez de sondar os alcances distantes do espaço, o WISE procurará e estudará objetos próximos da Terra (NEOs) - rochas espaciais que podem ser encontradas orbitando dentro de 28 milhões de milhas (45 milhões de quilômetros) do caminho do nosso planeta ao redor do sol, o que os cientistas dizem está perto o suficiente para representar o perigo de colidir conosco. Além disso, o WISE ajudará a NASA a identificar asteroides que podem ser bons destinos potenciais para os astronautas, como parte do objetivo do presidente dos EUA, Barack Obama, de enviar humanos para visitar um asteroide capturado até 2025 [fonte: NASA ].

Em seu novo papel, o WISE tem o potencial de fazer algumas descobertas muito importantes – e fazê-lo de forma barata, a um custo de apenas US$ 5 milhões para cada ano adicional de operação [fonte: Klotz ].

Neste artigo, falaremos sobre o novo e empolgante trabalho do WISE, bem como algumas das coisas incríveis que o satélite já realizou.

1. A missão original do WISE
2. A nova missão do WISE
3. Por que o WISE é tão importante

Para cooptar uma frase do fictício Capitão James Kirk de "Star Trek", quando o WISE foi lançado em 2009 em uma órbita polar 326 milhas (525 quilômetros) acima da superfície da Terra, ele foi projetado para olhar corajosamente onde ninguém havia olhado antes. O WISE não foi o primeiro observatório orbital infravermelho, mas, diferentemente das sondas anteriores, ele foi projetado para pesquisar toda a extensão do céu, olhando mais longe no espaço para detectar objetos fracos e/ou distantes [fonte: NASA ].

Para conseguir isso, o WISE contou com um design sofisticado e tecnologia de ponta. O satélite estava equipado com um telescópio sensível e detectores de luz infravermelha montados dentro de um tanque de hidrogênio sólido congelado – imagine uma garrafa térmica gigante, e você basicamente tem a ideia – que mantinha os instrumentos a uma temperatura gelada de -429 graus Fahrenheit (-256 Celsius) . Esse efeito de resfriamento impediu o WISE de captar a assinatura de calor de seu próprio dispositivo, tornando suas observações ainda mais precisas [fonte: NASA ].

Ao longo de seus 13 meses de trabalho, o WISE escaneou o céu 1 1/2 vezes, tirando cerca de 1,8 milhão de imagens que os cientistas estão costurando para criar um mapa composto do cosmos [fonte: Klotz ]. Alguns dos vislumbres de detalhes inéditos do universo que ele forneceu foram surpreendentes. Por exemplo, um instantâneo revelou que uma vasta nuvem vermelha e verde no espaço profundo estava repleta de estrelas recém-formadas, com apenas alguns milhões de anos, dentro de fiapos de poeira interestelar semelhantes a flores [fonte: Space.com ].

Mas o WISE não foi projetado para funcionar para sempre em plena capacidade. Em setembro de 2010, a espaçonave começou a ficar sem o refrigerante necessário para resfriar seus detectores infravermelhos. Nesse ponto, os cientistas desligaram dois dos quatro detectores e pararam de olhar para os confins distantes do espaço [fonte: Chow ]. Mas a engenhoca do observatório orbital funcionou bem o suficiente para ser eminentemente adequada para outra missão importante.

Depois de terminar sua missão original, o WISE realmente teve uma espécie de teste sobre o que eventualmente se tornaria seu segundo ato. Depois que a NASA desligou muitos de seus equipamentos infravermelhos quando o refrigerante começou a se esgotar, os cientistas utilizaram o que ainda estava operando para trabalhar em um projeto chamado NEOWISE entre janeiro de 2010 e fevereiro de 2011. A espaçonave começou a escanear o céu em busca de objetos mais próximos. Durante 2010, observou cerca de 158.000 corpos rochosos, incluindo 34.000 asteróides no cinturão principal do sistema solar entre Marte e Júpiter, e avistou 135 objetos próximos da Terra potencialmente perigosos - isto é, aqueles próximos o suficiente da órbita da Terra que podem apresentar um risco de colisão [fonte: NASA ].

Quando a NASA reativar o WISE novamente, ele usará o telescópio de 40 centímetros do satélite e seus sensores infravermelhos para procurar outros objetos próximos da Terra. Como os sensores não estão mais sendo super-resfriados, nem todos funcionam e, portanto, o satélite não é tão bom em detectar radiação de objetos distantes e fracos como antes. Mas ainda tem capacidade suficiente para detectar radiação infravermelha de objetos mais próximos. "Dois de nossos quatro detectores infravermelhos ainda funcionam mesmo em temperaturas mais quentes, então podemos usar essas bandas para continuar nossa busca por asteróides e cometas", disse Amy Mainzer, do Jet Propulsion Laboratory da NASA, ao Space.com em outubro de 2010 [fonte: Malik ].

A detecção infravermelha é uma ferramenta particularmente útil, não apenas para detectar asteróides, mas para calcular com precisão seu tamanho. Os asteróides refletem a luz, mas não a emitem, e variam em albedo , ou a capacidade de refletir a luz visível. Isso significa que, para um telescópio óptico comum, uma pequena rocha espacial de cor clara pode parecer tão grande quanto uma escura muito maior. Um telescópio infravermelho, no entanto, capta uma parte do espectro não visível que um telescópio comum perde e pode fornecer uma imagem mais completa de um asteroide [fonte: NASA ].

Os cientistas estão apostando que a capacidade permitirá que o WISE nos dê uma ideia melhor de quais asteroides são grandes e próximos o suficiente para serem um problema – e quais podem ter o tamanho certo para serem capturados por uma espaçonave robótica.

Por que os observatórios orbitais são tão úteis?

Durante a maior parte da história da astronomia, os cientistas estavam limitados no que podiam ver do cosmos porque a atmosfera da Terra obscurecia a visão até mesmo de telescópios terrestres bem equipados. Mas com o advento da era espacial, os astrônomos tiveram uma nova opção. Eles poderiam colocar observatórios em órbita acima da atmosfera, dando-lhes a chance de fazer observações sem impedimentos. Um excelente exemplo: o Telescópio Espacial Hubble, implantado pelo ônibus espacial Discovery em 1990 e ainda em operação, ajudou a reescrever livros didáticos de astronomia, esclarecendo questões como a idade do universo e a existência de energia escura [fontes: HubbleSite , NASA ].

O WISE deve ser uma grande ajuda em duas importantes missões da NASA: rastrear objetos próximos da Terra e criar uma maneira de proteger a Terra deles e realizar uma missão tripulada a um asteroide até 2025.

Identificar e rastrear asteroides que possam se aventurar nas proximidades da Terra é uma missão da NASA especialmente de alta prioridade. Sua urgência foi impulsionada pela explosão de fevereiro de 2013 de um meteoro de 18 metros (60 pés) de diâmetro e 11.000 toneladas métricas (12.125 toneladas) sobre a cidade russa de Chelyabinsk. Aquele pedaço de rocha espacial liberou quase 30 vezes a energia de uma das bombas atômicas explodidas no final da Segunda Guerra Mundial, e mais de 1.200 pessoas ficaram feridas por destroços [fontes: Yeager , Klotz ].

Compilar um banco de dados de objetos próximos da Terra e rastrear seus movimentos esperançosamente dará à NASA um aviso antecipado de um objeto em rota de colisão – e tempo para implementar uma estratégia defensiva, quer isso signifique desviar o asteroide com tratores de gravidade, velas solares ou outras tecnologias futuras. , ou quebrá-lo com uma explosão nuclear [fonte: Messier ].

A NASA também prevê o uso de espaçonaves robóticas para capturar um pequeno asteroide próximo à Terra e redirecioná-lo com segurança para uma órbita estável nas proximidades da Terra e da Lua. Um vídeo da NASA mostra um método possível: uma sonda robótica alimentada por velas solares pode ultrapassar o asteroide, laçá-lo com cabos e, em seguida, colocá-lo em uma gigante "bolsa de captura de asteroides", que permitirá que a nave controle e direcione seus movimentos.

Uma vez que o asteroide esteja onde a NASA o deseja, os astronautas voariam até ele na espaçonave Orion, um veículo de espaço profundo que ainda está em desenvolvimento, e então caminhariam até sua superfície. Eles removeriam amostras de rochas que seriam trazidas de volta à Terra para estudos adicionais [fonte: Moscowitz , NASA ]. Eventualmente, os asteroides capturados podem ser uma fonte de materiais valiosos, como níquel, platina e paládio, ou até mesmo locais de fabricação [fonte: Mann ].

Nota do autor: Como o WISE funciona

Estou fascinado com a ideia da NASA de pousar em um asteróide, em parte porque quando eu era criança na década de 1960, ainda me lembro da emoção de ver uma versão em quadrinhos da Classics Illustrated do romance de fantasia de Júlio Verne de 1877 "Off on um cometa." No romance de Verne, no entanto, os astronautas não pousam em um cometa. Em vez disso, um objeto celestial chamado Gallia atinge a Terra e raspa um pouco da terra perto de Gibraltar e, no processo, leva várias dezenas de humanos com ele em uma viagem pelo sistema solar. Embora essa premissa fosse divertida para os leitores do século 19, é claro, na vida real tal colisão poderia causar uma catástrofe global semelhante à que matou os dinossauros. Estamos muito melhor seguindo o plano da NASA.

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