A representação de um artista da espaçonave DAPPER em órbita ao redor da lua.
(Imagem: © NASA / JPL-Caltech / Jack Burns, Universidade do Colorado, Boulder)
Busca da NASA para devolver os seres humanos à lua poderia impulsionar um campo de pesquisa que pode não parecer de natureza particularmente lunar: a cosmologia.
Mas o lado mais distante da lua poderia ser um lugar poderoso para responder a alguns dos perguntas mais convincentes sobre o universo - e o esforço da NASA para trazer os seres humanos de volta à Lua pode reduzir os preços o suficiente para tornar essa ciência uma realidade. Mesmo um cientista que lidera o esforço da NASA para investigar essas missões admite que não era a idéia mais intuitiva quando ouviu falar sobre isso pela primeira vez.
"Nós éramos juízes [da feira de ciências] juntos e eles estavam me perguntando o que eu pensava sobre telescópios na lua", disse Jack Spaces, astrofísico da Universidade do Colorado Boulder, ao Space.com. "E eu disse, não pensei muito nisso. Simplesmente não me ocorreu."
Desde então, ele e seus colegas têm pensado muito sobre isso. A conclusão deles é que os observatórios do outro lado da lua oferecem uma oportunidade única para os astrônomos modernos. Burns passou este ano pensando em dois conceitos específicos de missão, projetados para tirar vantagem, concentrando-se particularmente no período antes do início das estrelas, chamado de idade das Trevas.
"Parece ameaçador", disse Burns sobre a época, mas, para os cientistas, é principalmente intrigante. "Tem muita física potencialmente realmente interessante lá e uma oportunidade para testarmos o modelo padrão de cosmologia e ver se podemos ou não quebrá-lo. Você sabe, os astrônomos sempre querem quebrar as coisas."
Essas observações contam com a capacidade de capturar por muito tempo ondas de rádio, difíceis de estudar na Terra por causa da interferência da tecnologia humana na superfície e em órbita do planeta. Esse é o apelo do outro lado da lua: é o único lugar em nossa vizinhança protegido de todos os nossos flashes de luz.
"O outro lado da lua é um ambiente tão raro", disse Burns. "É o único lugar realmente silencioso em todo o sistema solar interno a realizar observações em frequências de rádio muito baixas, o que, como se vê hoje, é realmente a última janela fechada para o espectro eletromagnético".
Então Burns e seus colegas produziram um relatório sobre cada um dos dois conceitos radiocientíficos da NASA, que está procurando por pesquisas científicas que possam pegar carona no programa Artemis, o esforço da agência para pousar humanos na Lua até 2024. NASA O administrador Jim Bridenstine fez referência a um dos projetos de rádio, uma missão orbital, durante uma coletiva de imprensa sobre essa campanha, apelidada de Programa Artemis, em 9 de dezembro.
"Toda essa ciência e todo esse conhecimento e toda essa capacidade estarão disponíveis para nós, porque estamos lançando seres humanos na Lua pela primeira vez desde 1972", disse ele. "Podemos obter muito mais ciência e informação astrofísica do que poderíamos obter sem ter essa arquitetura na lua".
Essa arquitetura inclui o Porta de entrada, uma estação da NASA para robôs e humanos com destino à superfície lunar. O primeiro módulo do Gateway pode ser lançado em 2022, e a primeira missão que ele e seus colegas descrevem poderá voar no próximo ano, disse Burns, contando com as comunicações desenvolvidas para o waystation.
O projeto científico, chamado Dark Ages Polarimetry Pathfinder, ou DAPPER, é uma espaçonave que orbita a lua, passando cerca de um terço de seu tempo na zona silenciosa do lado oposto da lua.
Burns e Bridenstine disseram que construir o DAPPER no contexto do programa Artemis reduziria os custos das missões. Burns disse que o projeto foi projetado com um preço de US $ 50 milhões em mente; Bridenstine disse que administrar a missão de forma independente custaria cerca de US $ 500 milhões, mas poder usar a infraestrutura da Gateway reduziria esse preço para cerca de US $ 90 milhões.
O esforço para enviar equipamentos de radioastronomia com o programa Artemis não tira sua pontualidade exclusivamente da conveniência. É também uma questão de urgência, já que a corrida para a lua por NASA, outras nações e empresas privadas podem resultar em tecnologia que ofusca esses sinais de rádio desde o início do universo, da mesma forma que ocorre na Terra.
"Parte da razão pela qual queremos fazer isso mais cedo ou mais tarde, queremos chegar lá primeiro e observar enquanto o ambiente ainda está intocado", disse Burns.
DAPPER seria mais fácil de executar do que os outros projetos que Burns e seus colegas estão considerando, chamados de Matriz de Fora para Investigações de Radiofrequências da Idade das Trevas e Exoplanetas (LONGE).
Esse projeto pegaria carona em uma sonda lunar comercial, como a NASA está contratando para transportar seus próprios instrumentos científicos para a superfície lunar. Então, um rover implantaria 128 antenas em 10 quilômetros do outro lado para capturar ondas de rádio. Esse projeto pode se desenvolver em meados do final de 2020, disse Burns, e custar cerca de US $ 1 bilhão.
Além de fazer pesquisas em cosmologia, esse conjunto também pode ajudar os astrônomos a entender quais exoplanetas podem ser mais propícios à vida. Um ingrediente-chave, acreditam os cientistas, pode ser um campo magnético que envolve o planeta e mantém uma atmosfera no lugar.
"Talvez tenhamos chegado à conclusão provisória de que, para formar a vida como nós, a vida como a conhecemos, que ter um campo magnético é muito importante", disse Burns. E esses campos magnéticos devem "acender" quando vistos por radiotelescópios, disse ele. "Esta é a única maneira de procurar campos magnéticos, com uma série desses telescópios de baixa frequência no lado lunar".
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