Pequena nave espacial da NASA entrega as primeiras imagens da missão exoplanetária

Com as primeiras imagens da nave espacial agora em mãos, a equipe por trás do Star-Planet Activity Research CubeSat, ou SPARCS, da NASA, está pronta para começar a mapear a vida energética das estrelas mais comuns da galáxia para ajudar a responder a uma das questões mais profundas da humanidade: quais mundos distantes além do nosso sistema solar podem ser habitáveis?

As imagens iniciais, ou de “primeira luz”, marcam o momento em que uma missão prova que os seus instrumentos estão a funcionar no espaço e prontos para a transição para operações científicas completas. Este marco é especialmente importante para o SPARCS, cujas observações dependem de medições ultravioleta (UV) altamente precisas, tornando a demonstração do desempenho da câmara crítica para atingir os seus objetivos científicos. A espaçonave lançado 11 de janeiro; as imagens chegaram em 6 de fevereiro e foram posteriormente processadas.

Aproximadamente do tamanho de uma grande caixa de cereal, o SPARCS monitorará erupções e atividade de manchas solares em estrelas de baixa massa – objetos com apenas 30% a 70% da massa do Sol. Estas estrelas estão entre as mais comuns na Via Láctea e acolhem a maioria dos cerca de 50 mil milhões de planetas terrestres da zona habitável da galáxia, que são mundos rochosos suficientemente próximos das suas estrelas para temperaturas que poderiam permitir água líquida e potencialmente sustentar vida.

“Ver as primeiras imagens ultravioleta do SPARCS em órbita é incrivelmente emocionante. Eles nos dizem que a espaçonave, o telescópio e os detectores estão funcionando conforme testado no solo e que estamos prontos para começar a ciência para a qual construímos esta missão”, diz a investigadora principal do SPARCS, Evgenya Shkolnik, professora de Astrofísica na Escola de Exploração da Terra e do Espaço da Universidade Estadual do Arizona, que lidera a missão.

A espaçonave SPARCS é a primeira dedicada a monitorar contínua e simultaneamente a radiação ultravioleta distante e ultravioleta próxima de estrelas de baixa massa por longos períodos. Ao longo da sua missão de um ano, o SPARCS terá como alvo aproximadamente 20 estrelas de baixa massa e observá-las-á durante períodos de cinco a 45 dias.

Embora essas estrelas sejam pequenas, fracas e frias em comparação com o Sol, também se sabe que elas brilham com muito mais frequência do que a estrela do nosso sistema solar. As explosões podem afetar dramaticamente as atmosferas dos planetas que hospedam. Compreender a estrela hospedeira é fundamental para compreender a habitabilidade de um planeta.

“Estou muito entusiasmado por estarmos prestes a aprender sobre as estrelas hospedeiras dos exoplanetas e o efeito das suas atividades na habitabilidade potencial dos planetas”, disse Shouleh Nikzad, principal desenvolvedor da câmera SPARCS (apelidada de SPARCam) e tecnólogo-chefe do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Estou duplamente entusiasmado por estarmos contribuindo para esta missão com tecnologias de detectores e filtros que desenvolvemos no Laboratório de Microdispositivos do JPL.” Criada em 1989, a instalação é onde os inventores aproveitam a física, a química e a ciência dos materiais, incluindo a ciência quântica, para fornecer dispositivos e capacidades inéditas para o país.

Os filtros foram feitos usando uma técnica que melhora a sensibilidade e o desempenho, permitindo que sejam depositados diretamente nos detectores “dopados com delta” sensíveis a UV especialmente desenvolvidos. A abordagem de filtros integrados ao detector eliminou a necessidade de um elemento filtrante separado, resultando em um sistema que está entre os mais sensíveis de seu tipo já voados no espaço.

“Pegamos detectores baseados em silício – a mesma tecnologia da câmera do smartphone – e criamos um gerador de imagens UV de alta sensibilidade. Em seguida, integramos filtros no detector para rejeitar a luz indesejada. Esse é um grande avanço para fazer grande ciência em pequenos pacotes”, disse Nikzad, “e o SPARCS serve para demonstrar seu desempenho a longo prazo no espaço”.

Esta tecnologia abre caminho para missões futuras, como a próxima missão emblemática com capacidade UV da NASA, a Observatório de Mundos Habitáveis conceito de missão, bem como missões provisórias menores, como a próxima UVEX da agência (Explorador UltraVioleta), liderado pela Caltech em Pasadena.

A missão também aproveita os avanços no processamento computacional, com um computador de bordo que pode realizar o processamento de dados e ajustar de forma inteligente os parâmetros de observação para melhor amostrar o desenvolvimento das explosões à medida que elas acontecem.

“A missão SPARCS reúne todas essas peças – ciência focada, detectores de ponta e processamento inteligente a bordo – para aprofundar nossa compreensão das estrelas que a maioria dos planetas da galáxia chamam de lar”, disse David Ardila, cientista do instrumento SPARCS no JPL. “Ao observar estas estrelas em luz ultravioleta de uma forma que nunca fizemos antes, não estamos apenas a estudar erupções. Estas observações irão melhorar a nossa imagem dos ambientes estelares e ajudar futuras missões a interpretar a habitabilidade de mundos distantes.”

Financiado pela NASA e liderado pela Arizona State University, o SPARCS é administrado pelo programa de Pesquisa e Análise Astrofísica da agência. A Iniciativa de Lançamento CubeSat (CSLI) da agência selecionou SPARCS em 2022 para uma viagem até a órbita. A iniciativa é um caminho de baixo custo para a realização de investigações científicas e demonstrações de tecnologia no espaço, permitindo que estudantes e professores ganhem experiência prática com projeto, desenvolvimento e construção de hardware de voo.

A Blue Canyon Technologies fabricou o ônibus espacial.

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