As agências espaciais ESA e NASA revelaram o primeiro protótipo em escala real de uma missão que levará a astronomia de ondas gravitacionais para o espaço, prometendo oferecer insights sobre os primórdios do universo.
Enquanto os telescópios tradicionais são lançados ao espaço para evitar as interferências atmosféricas, um telescópio de ondas gravitacionais em órbita traz uma vantagem adicional: a vastidão do espaço proporciona um ambiente mais aberto para sua construção.
As ondas gravitacionais, que foram previstas por Albert Einstein em 1916 como parte de sua teoria da relatividade, são distúrbios no espaço-tempo gerados pelo movimento de objetos massivos e se propagam pelo cosmos à velocidade da luz. Em vez de serem “vistos”, esses fenômenos precisam ser medidos por observatórios que detectam as oscilações do próprio espaço, exigindo estruturas de grandes dimensões. Por exemplo, o observatório LIGO, que realizou a primeira detecção de ondas gravitacionais em 2015, possui dois braços de 4 km de comprimento.
Em contraste, a Antena Espacial de Interferômetro a Laser (LISA) terá um design triangular, com uma sonda espacial em cada um dos vértices e lados medindo aproximadamente 2,5 milhões de quilômetros. Essa configuração permitirá que o LISA detecte ondas gravitacionais em frequências que são invisíveis para observatórios localizados na Terra.
Medindo Distâncias com Alta Precisão
As ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo causadas por diversas fontes, mas as que estamos buscando precisam ser suficientemente intensas, geralmente resultantes da fusão de corpos celestes de grande massa, como estrelas de nêutrons e buracos negros.
Para detectar essas ondulações, é necessário medir distâncias com um nível de precisão sem precedentes. Qualquer onda gravitacional que passe pelo detector provocará uma leve alteração na distância entre dois pontos conhecidos. A missão LISA monitorará continuamente a distância entre as sondas espaciais que a compõem, utilizando lasers para realizar medições com precisão na ordem dos picômetros, ou seja, trilionésimos de metro (10⁻¹² metro).
“Cada espaçonave contará com telescópios gêmeos que irão transmitir e receber raios laser infravermelhos para rastrear seus parceiros,” explicou Ryan DeRosa, pesquisador do Centro de Voos Espaciais Goddard. “O protótipo, denominado Unidade de Engenharia para Desenvolvimento de Telescópio, nos servirá de guia enquanto avançamos na construção do hardware de voo.”
Ouro e Vitrocerâmica
O modelo de engenharia recentemente apresentado foi fabricado e montado pela L3Harris Technologies.
O espelho primário do protótipo é revestido com ouro, o que melhora a reflexão dos lasers infravermelhos e minimiza a perda de calor de uma superfície exposta ao frio do espaço. Isso é crucial, pois o telescópio funcionará de maneira mais eficiente quando próximo da temperatura ambiente.
Este protótipo é inteiramente construído com uma vitrocerâmica âmbar chamada Zerodur, fabricada pela Schott, na Alemanha. Esse material é amplamente utilizado na fabricação de espelhos de telescópios e em outras aplicações que exigem alta precisão, devido à sua estabilidade dimensional em uma ampla gama de temperaturas.
A missão LISA está programada para ser lançada na metade da década de 2030.
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