Novo telescópio da NASA faz em um ano o que o Hubble levou dois milênios

Se você quisesse mapear o céu inteiro usando o Telescópio Espacial Hubble, precisaria se preparar para uma longa espera — cerca de 2.000 anos, para ser exato. São dois milênios clicando, arrastando e unindo imagens. Quando você terminasse, as estrelas teriam se movido, impérios teriam caído e seu disco rígido provavelmente seria uma pilha de poeira pré-histórica. O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, atualmente em uma sala limpa no Goddard Space Flight Center, está prestes a transformar esse trabalho árduo de dois mil anos em um sprint de doze meses.

O administrador da NASA, Jared Isaacman, confirmou recentemente que o observatório não apenas está completo, mas atualmente está oito meses adiantado em relação ao cronograma e, milagrosamente, abaixo do orçamento. No mundo da engenharia aeroespacial de alto risco, onde atrasos são medidos em décadas e estouros de orçamento em bilhões, o Roman é o ponto fora da curva definitivo. É uma máquina colossal que foi construída e integrada em apenas seis anos, pronta para embarcar em um foguete SpaceX Falcon Heavy para um lançamento no início de setembro a partir do Kennedy Space Center.

O telescópio recebeu o nome de Nancy Grace Roman, a mulher frequentemente chamada de “Mãe do Hubble”. É uma homenagem apropriada. Enquanto seu predecessor homônimo nos deu nossos primeiros olhos claros para o universo, esta nova missão foi projetada para resolver os mistérios que esses olhos revelaram — principalmente, por que o universo está se expandindo a uma taxa acelerada e onde toda a matéria que falta está escondida.

Meio milhão de TVs 4K para uma única fotografia

Para entender a escala dos dados que o Roman produzirá, você precisa parar de pensar em gigabytes e começar a pensar em infraestrutura. A Dra. Julie McEnery, cientista sênior do projeto para a missão, coloca isso de uma forma que faz seu cérebro doer: se você quisesse exibir apenas uma única imagem da pesquisa principal do Roman em resolução total, você precisaria de mais de 500.000 televisores 4K. Não 500. Não 5.000. Meio milhão.

Esta é a era do “big data” da astronomia chegando com força total. Onde o Hubble coletou 172 terabytes de dados ao longo de suas primeiras três décadas, espera-se que o Roman transmita 1,4 terabytes de dados científicos a cada dia. Isso é uma enxurrada de informações que exigirá maneiras inteiramente novas de processamento. Não estamos mais apenas procurando por uma galáxia interessante; estamos observando bilhões delas simultaneamente para ver como elas se aglomeram, se movem e evoluem ao longo de eras.

Essa abordagem de grande angular é a única maneira de enfrentar o enigma da energia escura. A energia escura é o “algo” invisível que compõe cerca de 68% do universo e está empurrando tudo para longe de tudo o resto. Você não pode vê-la diretamente, mas pode ver seus efeitos se observar galáxias suficientes em uma área grande o suficiente. O Roman agirá como um recenseador cósmico, mapeando as posições e distâncias de centenas de milhões de galáxias para ver exatamente como a energia escura tem vencido o cabo de guerra contra a gravidade desde o Big Bang.

Enquanto uma metade do telescópio está obcecada com as maiores estruturas existentes, a outra metade está procurando algo muito menor: planetas. Já confirmamos cerca de 6.000 exoplanetas, principalmente observando a leve queda na luz à medida que passam na frente de suas estrelas. Espera-se que o Roman encontre dezenas de milhares a mais, mas ele fará isso com um equipamento que parece pura ficção científica.

O Coronágrafo Roman é essencialmente um conjunto de óculos de sol de alta tecnologia para o telescópio. Seu trabalho é bloquear o brilho ofuscante de uma estrela distante para que a luz muito, muito mais fraca refletida por um planeta próximo possa ser vista. Para lhe dar uma ideia da dificuldade, é como tentar ver um vaga-lume pairando ao lado de um farol a vários quilômetros de distância. Se você não bloquear o farol, não terá chance alguma de ver o inseto.

Este instrumento é o mais avançado do tipo já lançado. Ele apresenta um sistema de “óptica ativa” — espelhos que podem realmente mudar sua forma levemente enquanto estão no espaço para manter a precisão perfeita. Isso não se trata apenas de encontrar outro gigante gasoso; é uma prova de conceito para o futuro Habitable Worlds Observatory. O objetivo é eventualmente encontrar outra Terra, e o Roman é a missão de reconhecimento que prova que temos a tecnologia para realmente observar uma diretamente.

A capacidade do telescópio de encontrar esses mundos através de microlentes — usando a gravidade de uma estrela para ampliar a luz de outra — nos permitirá encontrar planetas que estão mais distantes de suas estrelas do que nunca. Ele preencherá as lacunas de nossos mapas planetários atuais, mostrando-nos os planetas “frios” que outros telescópios simplesmente não conseguem ver. Estamos deixando de apenas saber que existem planetas para entender a verdadeira diversidade de sistemas solares por toda a Via Láctea.

O unicórnio dos gastos públicos

Talvez a parte mais chocante da história do Roman não seja a física, mas a burocracia. Projetos da NASA são notórios por estarem a “dez anos e dez bilhões de dólares” de distância da conclusão a qualquer momento. O Telescópio Espacial James Webb tornou-se o exemplo clássico disso, acabando por ser lançado anos atrasado e bilhões acima do orçamento. O Roman mudou o jogo.

Completar uma missão principal oito meses antes do prazo e abaixo do orçamento sugere uma aula de gerenciamento de projetos e disciplina de engenharia. A equipe no Goddard e seus parceiros da indústria conseguiram integrar o enorme Wide Field Instrument e o Coronágrafo em tempo recorde. Essa eficiência é a razão pela qual o telescópio já está sendo preparado para envio para a Flórida, onde encontrará seu transporte, o Falcon Heavy.

A escolha do Falcon Heavy é significativa. É um dos foguetes mais poderosos do mundo, e ele precisa de cada gota dessa potência para enviar o Roman ao seu destino: o segundo ponto de Lagrange (L2). Este é um ponto estável no espaço a cerca de 1,6 milhão de quilômetros da Terra, onde o telescópio pode permanecer em uma posição fixa em relação ao Sol e à Terra, mantendo suas costas voltadas para nós enquanto olha para a escuridão profunda.

Assim que chegar e iniciar sua missão primária de cinco anos, o Roman não trabalhará sozinho. Ele foi projetado para atuar em uma espécie de revezamento cósmico com o Hubble e o Webb. Enquanto o Webb foca nos detalhes minúsculos e de alta resolução de objetos específicos, o Roman fornecerá o contexto. Ele encontrará os alvos interessantes em suas pesquisas massivas, e então o Webb poderá dar um zoom para uma visão mais detalhada. Juntos, eles formam um trio de poder observacional que nos dará a imagem mais completa do universo que já tivemos.

Mapeando o clima do cosmos profundo

Quando falamos sobre clima espacial, geralmente nos referimos a erupções solares e cinturões de radiação ao redor da Terra. Mas, na escala em que o Roman opera, “clima” refere-se aos grandes movimentos de gás, poeira e estrelas por toda a galáxia. O Roman rastreará dezenas de bilhões de estrelas e milhares de supernovas, mapeando efetivamente o clima da Via Láctea e de suas vizinhas.

A velocidade com que o Roman opera significa que podemos ver as coisas mudarem. A astronomia é frequentemente vista como uma ciência lenta, onde as coisas levam milhões de anos para acontecer. Mas, com a velocidade 1.000 vezes maior do Roman, podemos capturar os eventos transitórios — as coisas que acontecem inesperadamente — de forma mais eficaz do que nunca. É a diferença entre tirar uma foto estática de uma multidão e filmá-la em vídeo de alta definição. Você vê o movimento, o fluxo e as colisões inesperadas.

À medida que nos aproximamos da data de lançamento em setembro, a tensão aumenta. Milhões de horas de trabalho estão prestes a ser destiladas em alguns minutos de empuxo de foguete. Se o Roman tiver o desempenho esperado, a próxima década da astronomia não será apenas sobre olhar mais profundamente para o passado — será sobre ver o universo em uma escala e velocidade que fazem o Hubble parecer estar trabalhando em câmera lenta. Estamos prestes a ver mais do universo em um ano do que nossos ancestrais viram nos últimos dois mil.