O telescópio espacial Nancy Grace Roman da NASA tem um salto tecnológico oculto

Dois espelhos, cada pequenos o suficiente para caber na palma da sua mão, estão destinados a mudar a forma como entendemos o cosmos.

A janela de lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA está prestes a abrir. O instrumento principal do telescópio deverá informar praticamente todas as áreas da astrofísica, mas também dentro do telescópio está um coronógrafo especializado, um aparelho experimental que tentará capturar diretamente a luz das estrelas refletida na superfície de um planeta pela primeira vez. É um projeto ambicioso que a NASA espera que abra caminho para um telescópio espacial que possa um dia fornecer um vislumbre de um planeta semelhante à Terra orbitando uma estrela semelhante ao Sol.

Isso é um feito muito além do poder da engenharia atual – portanto, dar uma volta pela técnica básica em Roman. “Vamos testá-los no espaço pela primeira vez e entenderemos que trabalho ainda falta fazer”, diz Vanessa Bailey, astrofísica do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e cientista de instrumentos do coronógrafo.

Em sua essência, um coronógrafo é apenas um guarda-sol científico que pode bloquear a luz de uma estrela brilhante e revelar um objeto mais tênue, de outra forma perdido no brilho. Tais instrumentos já voaram no espaço antes – tanto os telescópios espaciais Hubble como James Webb transportam coronógrafos. Mas o Roman é anos-luz mais sofisticado do que os seus antecessores, em grande parte graças à tecnologia chamada óptica adaptativa, que deforma o espelho de um telescópio para cancelar estas distorções de luz. Mas ainda enfrenta um desafio monumental: a NASA compara a tarefa do coronógrafo de Roman à fotografia de um vaga-lume empoleirado perto de um holofote – de todo o país.

“Qualquer pequena quantidade de luz estelar que caia no lugar errado pode simplesmente destruir uma parte inteira da imagem”, diz Margaret Turnbull, cientista de exoplanetas do Instituto SETI, uma organização de investigação sem fins lucrativos na Califórnia, que lidera uma equipa científica de coronógrafos romanos.

A tecnologia é padrão em telescópios terrestres avançados, incluindo o Very Large Telescope no Chile e o Observatório Keck, no Havaí. Aqui, a óptica adaptativa monitora a interferência das camadas espessas e mutáveis ​​​​da atmosfera da Terra que turvam a luz das estrelas, permitindo que os observatórios capturem imagens mais nítidas.

Os telescópios espaciais tradicionalmente não precisam de óptica adaptativa simplesmente por estarem além da interferência da atmosfera, mas eles nunca tentaram procurar planetas antigos e frios, iluminados apenas pela luz estelar refletida.

Para Roman, a chave do seu sucesso são aqueles dois espelhos do tamanho da palma da mão, cada um equipado com aproximadamente 2.300 minúsculos atuadores que se expandem quando um pequeno choque de eletricidade é aplicado, remodelando infinitamente o espelho para reverter a interferência. É a primeira vez que a agência lança espelhos deformáveis ​​ativos no espaço.

Mas os espelhos não podem fazer muita coisa sozinhos. O sistema requer detectores supersensíveis para amplificar o sinal de fótons individuais – uma necessidade dada a quantidade de fótons que o instrumento irá capturar de qualquer planeta. Depois, há o coração de qualquer coronógrafo, as sombras das estrelas – no caso de Roman, um conjunto de máscaras primorosamente detalhadas que Bruce Macintosh, um astrônomo que lidera os Observatórios da Universidade da Califórnia e uma equipe científica do coronógrafo romano, chama de “formas lindas e complicadas”, diferente de tudo atualmente no espaço. “Os do Hubble são completamente de força bruta, literalmente um pequeno pedaço de metal que atrapalha a estrela”, diz ele.