Um telescópio na Lua para observar a Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/09/2021

A partir da Lua é possível observar a interação do vento solar com a magnetosfera terrestre dinamicamente.
[Imagem: Science China Press]

Telescópio para observar a Terra

O anúncio de propostas para construir dois supertelescópios na Lua, feito no mês passado, trouxe à tona outras ideias para levar a astronomia para além da órbita terrestre.

A diferença é que, desta vez, a ideia não é focar os telescópios no espaço distante, mas construir um telescópio lunar para observar a própria Terra e prever o clima espacial, preparando-nos para eventuais comportamentos cataclísmicos do Sol.

Acontece que o acoplamento entre o vento solar e a magnetosfera terrestre, que nos protege dessa radiação solar e dos raios cósmicos, é um processo dinâmico ainda pouco entendido, mas que é crucial para o clima espacial. Para entender essa dinâmica, é necessário entender os processos em escala global, o que envolve o transporte de massa e energia e o acoplamento entre as diferentes regiões do entorno da Terra.

No entanto, confiar em medições feitas localmente - mesmo que feitas em diversos pontos por amostragem - não é suficiente para compreender esses efeitos globais conforme eles se desenrolam de forma variável, dependendo dos níveis de radiação solar que chegam ao nosso planeta.

Por isso, pesquisadores chineses estão propondo usar a Lua como uma plataforma para obter uma visão global da magnetosfera da Terra, através do desenvolvimento de um observatório que Yihong Guo e seus colegas chamam de LSXI (Lunar-based Soft X-ray Imager, ou Imageador de Raios X Moles Baseado na Lua) - raios X são divididos em moles e duros de acordo com sua energia.

A emissão de raios X gerada na troca de carga do vento solar é um fenômeno descoberto recentemente.
[Imagem: D. Bodewits/University of Maryland]

Telescópio de raios X

O LSXI é um telescópio de raios X moles - até 5.000 elétron-Volts - de amplo campo de visão, que pode obter imagens da magnetosfera terrestre com base na emissão de raios X gerada quando os íons da radiação solar impactam átomos neutros ou moléculas na atmosfera terrestre, um fenômeno só recentemente descoberto, chamado troca de cargas.

Hoje, a maior parte do nosso conhecimento sobre a resposta da magnetosfera às atividades solares vem de medições pontuais de satélites e das análises de modelos teóricos. Missões, como a Cluster e Double Star, forneceram informações importantes sobre o plasma local. No entanto, devido aos pontos de observação limitados, é difícil compreender as interações gerais do vento solar com a magnetosfera no nível do sistema como um todo, e menos ainda ser capaz de prever sua dinâmica global.

Recentemente foi desenvolvida uma nova técnica para gerar imagens desses raios X moles, inspirada na estrutura dos olhos das lagostas. O novo telescópio de raios X moles foi então criado a partir dessa tecnologia de imageamento e da detecção da troca de cargas do vento solar.

Foram estes dois avanços que viabilizaram a ideia do telescópio lunar para observar como a Terra reage ao vento solar. Para tornar tudo ainda melhor, os pesquisadores adicionaram um amplo campo de visão e capacidades espectroscópicas.

Há uma série de vantagens em se observar a Terra a partir da Lua.
[Imagem: Yihong Guo et al. - 10.1007/s11430-020-9792-5]

Vantagens de um telescópio na Lua

Em comparação com outros esquemas de observação, uma plataforma lunar tem muitas vantagens. Em primeiro lugar, a Lua está em rotação sincronizada com a Terra e, portanto, irá sempre captar imagens do mesmo lado da Terra. Com isto, a Lua se torna um excelente local para uma observação contínua das interações vento solar-magnetosfera.

Em segundo lugar, a Lua está a cerca de 60 raios terrestres de distância da Terra, de modo que o LSXI poderia cobrir toda a região da magnetopausa do lado do dia, incluindo o arco de choque, a magnetopausa e as cúspides. Isso permitirá fazer o monitoramento global do processo dinâmico durante as interações vento solar-magnetosfera.

Finalmente, a Lua é uma plataforma de observação permanente e estável, com o ciclo de vida do observatório não sendo tão limitado quanto o dos satélites, podendo cobrir um ou mais ciclos solares.

Depois de executar com sucesso as fases iniciais do projeto, a equipe chinesa agora está propondo planos para o prosseguimento dos estudos, incluindo a participação de outras equipes e a elaboração dos projetos para a construção dos equipamentos.

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