Quais seriam os benefícios de uma sonda interestelar?

Em 14 de julho de 2015, a missão New Horizons fez história quando se tornou a primeira espaçonave robótica a conduzir um sobrevôo de Plutão. Em 31 de dezembro de 2018, ela fez história novamente ao ser a primeira nave espacial a se encontrar com um Objeto do Cinturão de Kuiper (KBO). Além disso, a sonda Voyager 2 juntou-se recentemente à sua sonda irmã ( Voyager 1 ) no espaço interestelar.

Dadas essas realizações, é compreensível que as propostas para missões interestelares estejam novamente sendo consideradas. Mas o que tal missão implicaria, e vale a pena? Kelvin F. Long, o co-fundador da Iniciativa de Estudos Interestelar (i4iS) e um dos principais proponentes de voo interestelar, publicou recentemente um documento que suporta a ideia de enviar missões robóticas para sistemas estelares próximos para conduzir o reconhecimento in-situ.
O artigo, intitulado “ Sondas interestelares: os benefícios para a astronomia e astrofísica ”, apareceu recentemente online. O artigo resume o material que Long apresentará no 47º Simpósio IAA sobre Missões Futuras de Astronomia Espacial e Ciência do Sistema Solar que faz parte do 70º Congresso Internacional de Astronáutica no dia 10 de outubro de 2019, especificamente, a sessão que trata das Estratégias e Planos da Agência Espacial.

Atualmente, os esforços da humanidade para estudar planetas e corpos celestes foram confinados inteiramente ao Sistema Solar. As missões robóticas mais distantes que viajaram (as sondas espaciais Voyager 1 e 2 ) foram para o limite exterior da heliopausa, a fronteira entre o nosso Sistema Solar e o meio interestelar.
Todas essas missões nos ensinaram muito sobre a formação planetária, a história e a evolução do nosso Sistema Solar e sobre o próprio planeta Terra. E nas últimas décadas, a implantação de missões como Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, e o Transitante Exoplanet Levantamento por satélite (TESS) revelaram milhares de planetas fora do nosso Sistema Solar.

Naturalmente, isso levou a um interesse renovado em montar missões que pudessem explorar diretamente os planetas extra-solares. Da mesma forma que missões como MESSENGER, Juno, Dawn e New Horizons exploraram Mercúrio, Júpiter, Ceres e Vesta e Plutão.
Mas, é claro, a perspectiva de explorar outros sistemas solares apresenta algumas dificuldades importantes, entre as quais o custo. Para colocar isso em perspectiva, o programa Apollo custou estimados US $ 25,4 bilhões, o que significa US $ 143,7 bilhões, quando ajustado pela inflação. Enviar uma nave para outra estrela é, portanto, totalmente inviável até agora.

Levaria muito tempo para se aventurar até mesmo na estrela mais próxima. Usando a tecnologia existente, levaria uma espaçonave de 19.000 a 81.000 anos para alcançar Alpha Centauri. Mesmo usando propulsão nuclear (uma tecnologia viável, mas ainda não testada), ainda levaria 1000 anos para chegar lá.
A única exceção a isso, Long explica, é o Projeto Starshot da Iniciativa Breakthrough, que visa enviar uma sonda para Proxima Centauri em apenas 20 anos. Isso seria possível usando uma vela de luz, que seria acelerada pelos lasers em velocidades relativísticas de até 60.000 km / s (37.282 mps), ou 20% da velocidade da luz e temos que levar em consideração a ponte de Einstein-Rosen, como no filme "interestelar".

O Projeto Starshot, uma iniciativa patrocinada pela Fundação Breakthrough, pretende ser a primeira viagem interestelar da humanidade. Crédito: breakthroughinitiatives.org

Há também a possibilidade de que as sondas espaciais que conduzem viagens interestelares a velocidades relativísticas possam descobrir novas leis da física. Atualmente, os cientistas entendem o Universo em termos de mecânica quântica (o comportamento da matéria no nível subatômico) e da Relatividade Geral.

Até agora todas as tentativas de encontrar uma Teoria Unificada que fundiria estas duas escolas de pensamento falharam. Long afirma que as missões científicas para outros sistemas estelares poderiam muito bem fornecer uma nova síntese, o que nos ajudaria a aprender muito mais sobre como o Universo funciona como um todo.
Pode levar muitas décadas até que a humanidade esteja preparada para dedicar tempo, energia e recursos a uma missão interestelar. Ou pode ser simplesmente uma questão de anos até que as propostas existentes tenham todas as questões técnicas e logísticas elaboradas. De qualquer maneira, quando uma missão interestelar é montada, será um evento histórico e extremamente importante.
Fonte: UNIVERSE TODAY

SOHO Sonda Solar

Muitas de minhas observações e monitoramento do Sol são feitas a partir do Observatório Heliosférico (SOHO), portando vamos entender o que é essa missão. O projeto Solar Heliospheric Observatory (SOHO) é um esforço cooperativo entre a Agência Espacial Europeia (ESA) e a NASA. O SOHO foi projetado para estudar a estrutura interna do Sol, sua atmosfera exterior e a origem do vento solar, isto é, o fluxo de gás altamente ionizado que sopra continuamente para fora do Sol através do Sistema Solar.

O SOHO foi lançado em 02 de dezembro de 1995. A nave espacial SOHO foi construída na Europa por uma equipe liderada pela Matra, e os instrumentos foram fornecidos por cientistas europeus e americanos. A NASA foi responsável pelo lançamento e agora é responsável pelas operações da missão. Grandes antenas de rádio ao redor do mundo formam a Rede de Espaço Profundo da NASA (figura abaixo) e são usados para controlar a nave espacial para além da órbita da Terra. O controle da missão é baseado em Goddard Space Flight Center em Maryland.

A nave espacial Soho é um observatório em posição privilegiada. Ficará atenta especialmente às ondas gigantes (ejeção de massa coronal) que agitam a superfície solar. É um meio indireto mas engenhoso de saber o que está se passando nas regiões interiores do Sol.
O Soho também faz medições constantes do chamado vento solar, uma corrente de plasma que está constantemente se desgarrando do Sol e indo para todo sistema solar.
Um coronógrafo é um dispositivo óptico que bloqueia a luz a partir do disco solar, tornando possível observar a coroa. Uma lente concentra-se em uma imagem do Sol para um mascaramento ou disco de ocultação que impede que a luz proveniente do Sol atrapalhe a observação com o telescópio.
A coronógrafo requer óptica de alta qualidade reunidos em uma atmosfera livre de poeira. Perto do nível do mar, um coronógrafo seria praticamente inútil, porque a luz difusa da atmosfera da Terra iria sobrecarregar a luz da corona. Os cientistas colocam esses instrumentos no alto das montanhas ou no espaço.
O coronógrafo foi inventado pelo astrônomo francês Bernard Lyot em 1939, para permitir que os astrônomos façam observações do gás quente (a coroa) ao redor do Sol sem ter que esperar por um eclipse solar total. Na verdade um coronógrafo simula um eclipse solar.

O equipamento esta a bordo do satélite SOHO, nele é possível a visualização de Flares Solares (erupções solares) e perdas de massa da coroa no espaço.
Aqui no site vamos monitorar as atividades solares, portanto temos que compreender o funcionamento desse instrumento. As imagens que serão mostradas aqui são do Observatório Heliosférico SOHO…Imagens LASCO 2 e LASCO 3
O LASCO (Coronógrafo Espectrométrico de Grande Ângulo) é capaz de obter imagens da coroa solar, bloqueando a luz que vem diretamente do Sol com um disco ocultante (o círculo escuro no centro da imagem), criando um eclipse artificial com o próprio instrumento. A posição do disco solar é indicada nas imagens pelo círculo branco. A coroa é a borda externa do Sol e pode ser vista somente durante um eclipse, o que é uma das razões pelas quais muitos cientistas são “caçadores de eclipses solares”. Ocasionalmente, uma ejeção de massa coronal pode ser vista à medida em que ela se afasta do Sol e cruza o campo de visão de ambas imagens. Se as imagens se tornarem com um aspecto granular com pontos brancos ou se um halo surgir ao redor da imagem, isto pode indicar que uma tempestade está se direcionando para a Terra.

A imagem LASCO C2 (em vermelho) mostra a cora solar interna até uma distância de 8.4 milhões de quilômetros do Sol. As imagens LASCO C3 (em azul) têm um campo de visão maior. Elas abrangem um escala correspondendo a 32 diâmetros do Sol. Colocando este comprimento em perspectiva, o diâmetro das imagens corresponde a 45 milhões de quilômetros de distância do Sol, ou metade do diâmetro da órbita de Mercúrio.

De Onde Vem os Cometas ?

Afinal…O que são cometas e de onde eles aparecem ? Vamos entender um pouco sobre esses viajantes cósmicos…
Cometas foram sempre consideradas como “bolas de neve sujas”, ou simplesmente grandes blocos de gelo misturado com uma pequena quantidade de gelo e poeira. Recentemente, esta visão tem sido contestada por observações feitas por experimentos da NASA, como a sonda Stardust.

Um cometa é um corpo celeste pequeno e gelado que orbita ao redor do sol. Ele é constituído por um núcleo sólido (gelo, de gás e pó), um coma gasoso (vapor de água, CO2, e outros gases) e uma cauda longa (feito de pó e gases ionizados). A cauda se desenvolve quando o cometa está perto do sol. Sua cauda de íons sempre aponta para longe do sol, por causa da força do vento solar. A cauda pode atingir mais 250.000 mil quilômetro de comprimento. Os cometas são visíveis apenas quando estão perto do sol em suas órbitas altamente excêntricas.
O núcleo é o centro congelado de um cometa. Ele é composta de gelo, gás e poeira. O núcleo contém a maioria da massa do cometa com um tamanho variando entre 1 a 10 km de diâmetro ou um pouco mais.

Foto do Cometa Hale-Bopp, tirada pelo astrônomo americano Johnny Horne. Notem a cor azulada da cauda de gás do cometa e a cor amarelo-esbranquiçada da cauda de poeira. http://www.cdcc.usp.br

O coma é uma bolha aproximadamente esférica de gás que rodeia o núcleo de um cometa, que pode atingir cerca de um milhão de km de diâmetro ou mais. O coma é composto de vapor d’água, dióxido de carbono, amônia, poeira e gases neutros. O coma e o núcleo constituem a cabeça de um cometa. Existem dois tipos de caudas de cometas:
A cauda de poeira contém pequenas partículas sólidas que são aproximadamente do mesmo tamanho e muito fina. Esta cauda é formada porque a luz solar empurra essas pequenas partículas, para longe do núcleo do cometa. A “pressão” da luz solar é relativamente fraca e as partículas de poeira acabam por formar uma difusa cauda curvada.

Forma-se então uma cauda de íons de gás quando a luz solar ultravioleta quebra um ou mais elétrons de átomos de gás no coma, tornando-os íons (um processo chamado ionização). O vento solar, em seguida, carrega esses íons em linha reta para fora e longe do sol. A cauda resultante é reta e estreita. Ambos os tipos de caudas pode estender-se por milhões de quilômetros no espaço. E quando o cometa se dirige para longe do Sol, sua cauda se dissipa, o seu coma desaparece no espaço.

De onde vêm os cometas ?

Cometas são encontrados em duas regiões principais do sistema solar: o Cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort. Existem dois tipos de cometas: Cometas de período curto e cometas de longo período.
Cometas de curto período são cometas que, frequentemente, retornam ao interior do sistema solar provavelmente vem do Cinturão de Kuiper além da órbita de Netuno. Os astrônomos estimam que este cinturão contém pelo menos 200 milhões de objetos, que se mantiveram inalterados desde o nascimento do sistema solar a 4,6 bilhões de anos.
Cometas de longo período são o que podem levar milhares de anos para completar suas órbitas, são objetos que tem origem na Nuvem de Oort, um vasto conjunto de corpos congelados numa parte exterior do sistema solar. Estima-se que a Nuvem de Oort esta a uma distâncias de 50.000 vezes a distância da Terra ao sol.

O cometas da Nuvem de Oort, como os do Cinturão de Kuiper, provavelmente se originou na região do sistema solar entre Júpiter e Netuno, mas foram expulsos para a Nuvem de Oort devido a forte gravidade dos planetas gigantes.
Os cometas são expulsos da Nuvem de Oort e do Cinturão de Kuiper pela força da gravidade de um outro objeto, um planeta, uma estrela, ou um outro pequeno corpo. Eles, então, começam a sua jornada em direção ao interior do sistema solar e consequentemente em direção ao sol.
Planetas têm órbitas quase circulares, diferente dos cometas que têm órbitas alongadas em torno do sol. Um cometa está no “afélio”, quando sua órbita está mais distante do sol. O “periélio” acontece quando o cometa está mais próximo do sol. Devido ao momento angular, um cometa viaja mais rápido no periélio e vai diminuindo a velocidade à medida que se afasta do sol, isto é, se aproxima do afélio.

Os cometas podem ser classificados pelo seu período orbital, ou seja, o tempo que leva para fazer uma viagem completa ao redor do sol. Cometas com períodos orbitais curtos e intermediários de menos de 200 anos, como o Cometa Halley, cujo período orbital é de 76 anos passam a maior parte de seu tempo entre Plutão e sol. Esses cometas originalmente são formados no Cinturão de Kuiper, mas um “empurrão” gravitacional dos planetas, principalmente Júpiter, pode empurra-los para mais perto do sol.
Um cometa de longo período tem um período orbital de mais de 200 anos. O cometa Hale-Bopp, por exemplo, completa uma órbita a cada 4.000 anos. Os cientistas acreditam que este tipo de cometa passa a maior parte do seu tempo na Nuvem de Oort na borda mais distante do nosso sistema solar.