Duas missões da Nasa foram lançadas nesta quarta-feira (12), superando uma semana de atrasos para chegar à órbita. Ambas têm como objetivo desvendar mistérios sobre o Universo —uma olhando para longe da Terra, a outra, para mais de perto.

O principal passageiro do foguete é o Spherex, um telescópio espacial que vai capturar imagens de todo o céu em mais de cem cores invisíveis ao olho humano. Acompanhando o telescópio está um conjunto de satélites conhecido coletivamente como Punch, que vai estudar a atmosfera externa do Sol e o vento solar.

O lançamento foi adiado várias vezes desde o final de fevereiro para que os especialistas em missão fizessem verificações adicionais no foguete Falcon 9, da SpaceX, e na espaçonave da Nasa. Mas isso foi esquecido no início da madrugada desta quarta, quando o Spherex e o Punch decolaram da Base da Força Espacial de Vandenburg à 0h11.

Cerca de dois minutos depois, o propulsor se separou do segundo estágio e voltou para a Terra para um pouso controlado perto do local de lançamento.

Quarenta e dois minutos após o lançamento, o Spherex se afastou do segundo estágio. Os quatro satélites Punch, liberados em pares, fizeram o mesmo cerca de dez minutos depois.

Ambas as equipes das missões aguardam o sinal das espaçonaves, que estão orbitando a cerca de 650 quilômetros acima do terminador, a linha que separa o dia da noite em nosso planeta, e sobre os polos Norte e Sul. Esse tipo de órbita é conhecido como síncrona ao Sol, pois mantém a espaçonave orientada na mesma posição em relação à estrela.

Isso é vantajoso para as espaçonaves. O Punch pode ter uma visão clara do Sol o tempo todo, enquanto o Spherex pode permanecer apontado para longe dele, evitando a luz que poderia mascarar sinais mais fracos de estrelas e galáxias distantes.

Mapeando o cosmos

Spherex é a abreviação de espectrofotômetro para a história do Universo, época da reionização e explorador de gelo. O nome complicado é apropriado para a vastidão de seu objetivo: mapear todo o céu em 102 cores, ou comprimentos de onda, de luz infravermelha.

“É realmente o primeiro do seu tipo”, disse Olivier Doré, um cosmologista no Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa e cientista do projeto. Em contraste, o explorador de levantamento infravermelho de campo largo da Nasa, que se aposentou em 2011, mapeou o céu em apenas quatro tons de infravermelho.

Os cientistas usarão os dados do Spherex para estudar como a luz total emitida pelas galáxias mudou ao longo do tempo cósmico e para mapear onde a água congelada e outros ingredientes essenciais para a vida existem em toda a Via Láctea.

“Acredita-se que os oceanos na Terra tenham se originado desses reservatórios de gelo interestelar”, afirmou o cosmologista James Bock, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, pesquisador principal da missão.

Um mapa tridimensional com o agrupamento desigual de galáxias em todo o Universo hoje —algumas partes densas com gás e poeira galáctica, outras mais esparsas— também ajudará os físicos a aprender mais sobre a inflação, o rápido inchaço do cosmos que ocorreu um instante após o Big Bang.

De acordo com Bock, pequenas irregularidades surgiram à medida que a matéria se espalhava pelo início do Universo. Mas a inflação “as ampliou para escalas cósmicas”, segundo ele, e a impressão dessas irregularidades é preservada na estrutura abrangente do cosmos de hoje.

Os físicos têm usado há muito tempo medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas —a luz remanescente do Big Bang— para estudar a inflação. No entanto, um levantamento galáctico permitirá que eles compreendam os processos físicos que impulsionaram essa expansão extrema.

“Essa é uma ideia que existe há muito tempo, mas somos o primeiro experimento projetado para procurar por isso”, afirmou Bock.

Spherex, que se parece com um megafone gigante, registrará cerca de 600 imagens por dia por mais de dois anos, capturando a luz de milhões de estrelas em nosso quintal cósmico e ainda mais galáxias além dele.

Usando uma técnica chamada espectroscopia, o telescópio separará a luz em diferentes comprimentos de onda, como um prisma de vidro dividindo a luz branca em um arco-íris de cores. O espectro de cores de um objeto no espaço revela informações sobre sua composição química e distância da Terra.

No final de sua operação, o Spherex terá mapeado o céu inteiro quatro vezes. “Teremos espectros de todos os tipos de objetos celestes —planetas, estrelas, cometas, asteroides, galáxias”, disse Doré. “E, cada vez que olhamos para o céu de uma maneira diferente, descobrimos novos fenômenos.”

Rastreando o vento solar

De acordo com Craig DeForest, do instituto de Pesquisa Southwest, o plasma quente continuamente fluindo do nosso Sol banha tudo no Sistema Solar, incluindo nós. É o vento solar.

“Não estamos separados de nossa estrela,” ele disse. “Estamos banhados por ela.”

DeForest é o investigador principal do Punch, que significa polarímetro para unificar a coroa e a heliosfera. Dados coletados com o Punch elucidarão a fronteira onde o Sol termina e o vento solar começa. A missão de dois anos também ajudará os meteorologistas a prever melhor os potenciais efeitos do clima espacial, desde quedas de energia até as cintilantes luzes do norte.

Muitas missões solares focam observar a atmosfera externa do Sol, conhecida como corona. “É como estudar a biologia humana com apenas um microscópio eletrônico”, disse DeForest. Ou seja, ótimo para observar células, mas ruim para aprender sobre anatomia.

Punch foi projetado para medir tanto a corona quanto o amplo envoltório de vento solar que envolve nosso Sistema Solar. A missão consiste em quatro satélites, cada um do tamanho de uma mala.

Um satélite carrega um coronógrafo, que vai tirar fotos da corona do Sol. Os outros três estão equipados com câmeras para capturar visões mais amplas do vento solar conforme ele deixa a corona e permeia o Sistema Solar.

Cada satélite possui três filtros polarizadores, através dos quais apenas ondas de luz alinhadas em uma direção específica podem passar. Isso é semelhante à forma como os óculos de sol polarizados bloqueiam o brilho. Ao medir a luz polarizada, os cientistas serão capazes de reconstruir a posição, velocidade e direção da coroa e do vento solar em três dimensões.

Pela primeira vez, eles também serão capazes de rastrear a evolução das ejeções de massa coronal, explosões violentas de material solar, à medida que se dirigem para a Terra e induzem o clima espacial.