Duas missões espaciais para resolver enigmas do Sol

Com informações da BBC - 30/03/2015

Sonda Solar Probe Plus chegará a uma distância inédita do Sol, mergulhando em sua atmosfera.
[Imagem: JHU/APL]

Escudo de calor

Nenhuma sonda de observação jamais chegou tão perto do Sol como pretendem chegar a Solar Orbiter (Orbitador Solar) da ESA (Agência Espacial Europeia) e a Solar Probe Plus (Sonda Solar Avançada), da NASA.

As duas serão enviadas em 2018 para entrar na órbita de Mercúrio com o objetivo de aproximar-se gradualmente e estudar o Sol.

Com a proximidade, a temperatura na superfície frontal das duas sondas vai ultrapassar as centenas de graus, e o grande desafio é desenvolver um sistema seguro para proteger as naves do calor.

Para o escudo de calor do Solar Orbiter, a ESA está usando tubos de titânio. Para o Solar Probe Plus, a Nasa optou por um composto de carbono, similar aos blocos de proteção térmica usados nos ônibus espaciais.

Os instrumentos científicos das duas sondas terão de se esconder por trás dessas barreiras para fazer as medições na tentativa de desvendar alguns dos mistérios da nossa estrela.

Sonda Solar Orbiter ficará um pouco mais distante do Sol, o que permitirá obter imagens diretas.
[Imagem: ESA - C. Carreau]

Perto e muito perto

A maioria das missões espaciais para estudar o Sol não se aproximou muito, permanecendo em órbita da Terra. Mas é necessário chegar mais perto para avaliar diretamente os efeitos das partículas e dos campos magnéticos que as contêm.

"Nós queremos obter três medidas", afirmou Tim Horbury, o principal investigador do Solar Orbiter. "Queremos obter uma medida remota, queremos ver o que está acontecendo no Sol com nossos telescópios, e depois queremos obter uma segunda medida, para sentir o que está saindo dele."

"A terceira medida viria do próprio Solar Probe, que avançaria um pouco o campo de visão muito rápido de vez em quando só para dar uma ideia do que estaria acontecendo lá também", disse.

O Solar Probe chegará até a 43 milhões de quilômetros do Sol - significativamente mais perto de Mercúrio, que gira em torno do Sol a uma distância que varia de 46 milhões a 70 milhões de quilômetros.

Já o Solar Probe Plus é quem vai fazer o verdadeiro trabalho "infernal" quando sobrevoar a superfície solar a meros 6 milhões de quilômetros de distância. Nesse ponto da órbita, a sonda deverá alcançar velocidades de 200 quilômetros por segundo.

A rota complicada da Solar Probe Plus, que usará sobrevoos sobre Vênus para alcançar um periélio mínimo de 8,5 raios solares em 6,4 anos.
[Imagem: JHU/APL]

Buracos de fechadura

Aproximando-se menos do Sol, o Solar Orbiter consegue usar telescópios. E as imagens captadas por eles provavelmente serão espetaculares, revelando características do Sol com uma resolução nunca conseguida antes.

Chegando bem próximo do Sol, o Solar Probe Plus poderá conseguir dados inéditos, mas olhar diretamente para o Sol é algo que está realmente fora de questão. A pouco mais de 6 milhões de quilômetros, a temperatura na superfície do escudo de calor deverá atingir 1,3 mil graus. Nem mesmo pequenos buracos no escudo para colocação de sensores são permitidos.

Já o Solar Orbiter, com seus 1,8 mil quilogramas, tem seus "buracos de fechadura" que permitem espiar nossa estrela. "Temos alguns orifícios de passagem", diz Dan Wild, um dos engenheiros da Airbus, que está construindo a sonda. "Eles são apenas grandes cilindros feitos de titânio e revestidos de preto para o controle da luz, para que a gente não pegue muito reflexo."

"E há portas na frente dos cilindros. Nós podemos fechar essas portas e isso significa que não vamos perder a nave espacial se alguma coisa der errado", afirmou.

"A parte frontal do escudo do Solar Orbiter vai experimentar temperaturas na ordem dos 600 graus, mas atrás elas devem atingir apenas 60 graus," explica Philippe Kletzkine, gerente de projetos do Solar Orbiter.

Curiosamente, alguns instrumentos na parte traseira do Solar Orbiter, ficarão tão na sombra - numa temperatura inferior a 10 graus - que será necessário usar um aquecimento ativo para que eles funcionem adequadamente.

Instrumentos da sonda europeia Solar Orbiter.
[Imagem: ESA]

Ciência solar

Todo esse esforço de engenharia poderá oferecer respostas para alguns enigmas solares que resistem às investigações há tempos.

Ao ficar posicionado diretamente na atmosfera externa do Sol - a coroa solar -, o Solar Probe Plus poderá ajudar a explicar porque essa extensa região é tão mais quente do que a superfície do Sol.

Já o Solar Orbiter deverá nos dar melhores ideias sobre o que impulsiona o ciclo de atividade de 11 anos do Sol. Sua órbita será alta o suficiente para ter uma visão polar da estrela, o que permitirá ver, pela primeira vez, o que acontece quando o campo magnético solar gira.

"Chegando na altura dos polos, teremos uma vista excelente e isso nos dará uma ideia muito melhor sobre o mecanismo que rege o ciclo solar e sobre por que esse ciclo começou a ficar mais fraco nos últimos anos," diz Louise Harra, do Laboratório de Ciência Espacial da Universidade College de Londres.

As duas missões juntas estão custando US$ 2,5 bilhões (mais de R$ 8 bilhões) - a missão norte-americana custa quase o dobro da europeia. Mas há um reconhecimento crescente de que conseguir compreender melhor o comportamento do Sol trará grandes benefícios para a Terra. Grandes tempestades solares têm o potencial de destruir satélites, comunicação de rádio e redes de eletricidade, e há muita discordância entre os cientistas sobre o real papel que os ciclos solares desempenham sobre as mudanças climáticas na Terra.

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