Mova-se sobre o Kepler. A NASA recentemente sinalizou duas novas missões como parte do seu Astrophysics Explorer Program.
Elas são o resultado de quatro propostas apresentadas em 2012. A missão mais esperada e de alto nível é o TESS, o satélite de pesquisa em trânsito dos exoplanetas.
Com lançamento previsto para 2017, o TESS procurará exoplanetas por meio do método de trânsito, procurando por fracos indicadores de brilho quando o planeta invisível passa na frente de sua estrela hospedeira. Esse é o mesmo método atualmente empregado pela Kepler, lançado em 2009. Diferentemente da Kepler, que olha continuamente para um único segmento do céu ao longo do plano galáctico na direção das constelações Cygnus, Hércules e Lyra, o TESS será o primeiro dedicado satélite de caça de exoplanetas no céu.
A missão será uma parceria do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, do Laboratório MIT Lincoln, do Centro de Vôos Espaciais Goddard da NASA, da Orbital Sciences Corporation, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica e do Instituto MIT Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial (MKI).
A TESS lançará a bordo de um foguete Orbital Sciences Pegasus XL liberado da fuselagem de uma aeronave Lockheed L-1011, o mesmo sistema que implantou o IBEX em 2008 e o NuSTAR em 2012. O Espectrógrafo de Imagem de Região da Interface da NASA (IRIS) também será lançado usando um Pegasus XL foguete neste verão em junho.
“A TESS realizará a primeira pesquisa de trânsito aéreo espacial, cobrindo 400 vezes mais céu do que qualquer missão anterior. Ele identificará milhares de novos planetas na vizinhança solar, com foco especial em planetas de tamanho comparável ao da Terra ”, disse George Riker, pesquisador sênior do MKI.
A TESS utilizará quatro telescópios de grande angular para realizar o trabalho. O tamanho efetivo dos detectores a bordo é de 192 megapixels. O TESS está previsto para uma missão de dois anos. Diferentemente do Kepler, que fica em uma órbita heliocêntrica que segue a Terra, o TESS estará em um caminho elíptico na Órbita Terrestre Baixa (LEO).
O TESS examinará aproximadamente 2 milhões de estrelas com mais de 12º magnitude, incluindo 1.000 das anãs vermelhas mais próximas. O TESS não apenas expandirá o crescente catálogo de exoplanetas, mas também deverá encontrar planetas com períodos orbitais mais longos.
Um dilema com o método de trânsito é que ele favorece a descoberta de planetas com curtos períodos orbitais, que são muito mais prováveis de serem vistos transitando sua estrela hospedeira de um determinado ponto de vista no espaço.
O TESS também servirá como uma progressão lógica do Kepler para as plataformas de pesquisa de exoplanetas propostas posteriormente. A TESS também descobrirá candidatos para um exame mais aprofundado, como o Telescópio Espacial James Webb, a ser lançado em 2018, e o espectrômetro HARPS (Radial Velocity Velocity Planet Searcher) de alta precisão, com base no Observatório La Silla, no Chile.
Também a bordo do lançamento em 2017 está o NICER, o Neutron Star Interior Composition Explorer, a ser colocado no exterior da Estação Espacial Internacional. O NICER empregará uma série de 56 telescópios que coletarão e estudarão raios-X de estrelas de nêutrons. O NICER se especializará no estudo de uma subclasse específica de estrela de nêutrons conhecida como pulsar de milissegundos. Os telescópios de raios X estão em uma configuração utilizando um conjunto de conchas de vidro aninhadas, parecendo as camadas de uma cebola.
Observar pulsares na faixa de raios X do espectro oferecerá aos cientistas uma visão tremenda de seu funcionamento e estrutura internos. A Estação Espacial Internacional oferece um ponto de vista único para fazer esse tipo de ciência. Como o espectrômetro magnético alfa (AMS-02), os requisitos de energia do NICER determinam que ele não pode ser um satélite de vôo livre. A astronomia de raios-X também deve ser feita acima dos efeitos impeditivos da atmosfera da Terra.
O NICER será implantado como uma carga útil externa a bordo de uma transportadora logística ISS ExPRESS. Essas são plataformas não pressurizadas usadas para experimentos que devem ser expostos diretamente ao espaço.
Outro projeto fascinante que trabalha em conjunto com o NICER é o SEXTANT, o Station Explorer para a tecnologia de navegação e temporização de raios-X. Este projeto procura testar a precisão de pulsares em milissegundos para navegação interplanetária.
"Eles (pulsares) são relógios celestiais extremamente confiáveis e podem fornecer um sincronismo de alta precisão, assim como os sinais atômicos fornecidos pelo Global Positioning System (GPS) de 26 satélites operado por militares", disse o cientista da NASA Goddard Zaven Arzoumanian. A principal dificuldade em confiar neste sistema para viagens interplanetárias é que o sinal fica progressivamente mais fraco à medida que você viaja da Terra.
“Os pulsares, por outro lado, são acessíveis em praticamente todos os regimes de vôo possíveis, da LEO ao espaço interplanetário e mais profundo”, disse Keith Gendreau, principal pesquisador do NICER / SEXTANT.
Tanto o NICER quanto o TESS seguem o longo legado do Programa Astrophysics Explorer da NASA, que pode ser rastreado desde o lançamento do Explorer 1. Este foi o primeiro satélite americano lançado em 1958. O Explorer 1 descobriu os cinturões de radiação de Van Allen ao redor da Terra .
"O Programa Explorer tem uma longa e estelar história de implantar missões verdadeiramente inovadoras para estudar algumas das questões mais empolgantes da ciência espacial", afirmou o administrador associado da NASA, John Grunsfeld. "Com essas missões, aprenderemos sobre os estados mais extremos da matéria estudando estrelas de nêutrons e identificaremos muitos sistemas estelares próximos com planetas rochosos nas zonas habitáveis para estudos adicionais por telescópios como o Telescópio Espacial James Webb."
Obviamente, Grunsfeld está se referindo a planetas que orbitam estrelas anãs vermelhas, que serão alvos do TESS. Espera-se que elas tenham uma zona habitável muito mais próxima da estrela principal do que o nosso próprio Sol. Foi até sugerido pelos cientistas do MIT que os primeiros exoplanetas visitados por humanos em alguma data distante podem ser descobertos inicialmente pelo TESS. A sonda também pode descobrir alvos futuros para análises espectroscópicas de acompanhamento, a melhor chance de descobrir vida alienígena em um exoplaneta nos próximos 50 anos. Pode-se imaginar a excitação que geraria uma detecção positiva de um produto químico exclusivo da vida como a conhecemos, como a clorofila nos espectros de um mundo distante. Mais ameaçadoramente, a detecção de elementos sintéticos como o plutônio na atmosfera de um exoplaneta pode sugerir que os encontramos ... mas, infelizmente, tarde demais.
Mas, em uma nota mais feliz, será um momento emocionante para a exploração espacial ver os dois projetos em andamento. Talvez exploradores humanos realmente visitem um dia os mundos descobertos pelo TESS ... e usem técnicas de navegação pioneiras da SEXTANT para fazer isso!
