3443: NASA já escolheu a tecnologia para comunicar para Marte

CIÊNCIA/MARTE

A NASA está a preparar todos os pormenores para melhorar as comunicações entre Marte e a Terra. Desde que a agência espacial americana lançou o satélite Explorer 1 em 1958, as comunicações têm sido confiadas sobretudo às ondas de rádio. Estas viajam milhões – ou mesmo milhares de milhões – de quilómetros através do espaço. Contudo, à medida que a NASA se orienta para novos destinos em missões tripuladas, esta prepara um novo sistema de comunicações.

Um dos passos que está a ser dado é a inclusão da nova antena parabólica à Deep Space Network (DSN). Esta será equipada com espelhos e um receptor especial para permitir a transmissão e recepção de lasers da sonda no espaço profundo.

Ondas rádio viajam milhões de quilómetros até ao espaço profundo

A nova antena, segundo a Inverse, será apelidada de Deep Space Station-23 (DSS-23), faz parte de uma transição para uma comunicação mais rápida e eficiente enquanto a NASA se prepara para voltar à Lua até 2024. Além disso, esta tecnologia irá beneficiar a primeira missão humana a Marte em meados de 2030.

A solução que está por trás desta antena é simples. Se a NASA vai enviar humanos para Marte, estes precisam de ser capazes de comunicar com a Terra – e os lasers podem ajudar a garantir que os futuros astronautas marcianos tenham uma boa recepção a 58 milhões de quilómetros da Terra.

A construção da parabólica de 34 metros começou esta semana em Goldstone, Califórnia. É apenas uma de uma série de antenas DSN – perfazendo 13 pratos no total que ajudarão a transportar as mensagens transmitidas por laser de e para o espaço.

A DSN é a única linha telefónica da Terra para as nossas duas naves espaciais Voyager – ambas no espaço interestelar -, todas as nossas missões em Marte e a nave espacial New Horizons, que agora está muito além de Plutão.

Quanto mais exploramos, mais antenas precisamos para conversar com todas as nossas missões.

Explicou Larry James, vice-director do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, em comunicado.

NASA fez os testes e… resultou!

A NASA tem usado as antenas da DSN para se comunicar com naves espaciais desde os anos 60. Por elas são enviados sinais para uma média de 30 naves espaciais por dia. As antenas transmitem e recebem ondas de rádio entre o controlo terrestre e a nave espacial. E embora as ondas de rádio tenham funcionado bem durante todos estes anos, estas têm sérias limitações.

As ondas de rádio tendem a ficar mais fracas em longas distâncias, e têm capacidade limitada. No caso das gémeas Voyager, as duas naves espaciais que percorrem o espaço interestelar que está longe, muito longe da Terra, isso significa que os sinais enviados da Terra para as suas antenas – e vice versa – são muito fracos. Na verdade, a potência que as antenas DSN recebem dos sinais da Voyager é 20 mil milhões de vezes mais fraca do que a potência necessária para rodar um relógio digital, de acordo com a NASA.

Voyager 1 chega ao “fim do Espaço”…

Está há 26 anos no espaço e acaba agora de chegar aos limites do nosso sistema solar, tendo conseguido ultrapassar com sucesso a região conhecida como “Choque Terminal” onde partículas eléctricas provenientes do Sol … Continue a ler Voyager 1 chega ao “fim do Espaço”…

É a vez dos Lasers comunicar com outros mundos

Os lasers são feixes de luz infravermelha. Viajam mais longe no espaço com muito mais potência do que as ondas de rádio.

Os lasers podem aumentar a sua taxa de dados de Marte em cerca de 10 vezes mais do que a obtida com o rádio. A nossa esperança é que o fornecimento de uma plataforma para comunicações ópticas encoraje outros exploradores espaciais a experimentar lasers em missões futuras.

Referiu Suzanne Dodd, directora da Rede Interplanetária, a organização que gere o DSN, em comunicado.

A NASA testou pela primeira vez a comunicação a laser no espaço no ano de 2013. Nessa altura foi enviada uma imagem da pintura de Mona Lisa para um satélite localizado a 386 mil quilómetros de distância da Terra.

A famosa pintura de Leonardo da Vinci foi dividida num conjunto de 152 pixeis por 200 pixeis, e cada pixel foi convertido num tom de cinza representado por um número entre zero e 4095. Cada um dos pixeis foi então transmitido através de um pulso laser que foi disparado numa das 4096 faixas de tempo possíveis.

A pintura foi então reconstruida pelo altímetro laser de órbita lunar (LOLA) a bordo do instrumento Lunar Reconnaissance Orbiter com base nos tempos de chegada de cada pulso laser.

Esta é a primeira vez que alguém consegue comunicação a laser unidireccional a distâncias planetária. Num futuro próximo, este tipo de comunicação laser simples poderá servir como apoio para a comunicação via rádio que os satélites usam. Num futuro mais distante, pode permitir a comunicação a taxas de dados mais elevadas do que as actuais ligações de rádio podem proporcionar.

Disse o principal investigador do LOLA, David Smith, do Massachusetts Institute of Technology, numa declaração na época.

A construção desta nova era de comunicações começou nesta semana. NASA / JPL-Caltech

Missão Psyche irá ser teste de fogo aos lasers

A comunicação por raio laser será posta à prova no ano 2022, quando a NASA lançar a sua missão Psyche, que viajará para estudar um asteróide metálico que orbita o Sol entre Marte e Júpiter.

Conforme foi referido, o orbitador levará a bordo um terminal de comunicação a laser de teste, projectado para transmitir dados e imagens para um observatório na Montanha Palomar, no sul da Califórnia. Para que o futuro das viagens espaciais humanas se mantenha nos trilhos, esperemos que funcione.

pplware
15 Fev 2020

 

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3442: O Ponto Azul-Claro a que chamamos casa

CIÊNCIA/OPINIÃO

A ideia da icónica fotografia partiu de Carl Sagan. A sonda Voyager 1 estava a 14 de Fevereiro de 1990 já para lá de Plutão, a cerca de 6400 milhões de quilómetros de distância da Terra, o Ponto Azul-Claro.

Hoje, 14 de Fevereiro, celebramos o 30º aniversário do Ponto Azul-Claro, uma fotografia do nosso planeta tirada pela sonda espacial Voyager 1. Nesta imagem vemos a Terra como um pequeno ponto na imensidão do espaço, mudando a forma de como vemos a Terra e forçando-nos a vê-la como simples ponto celeste perdido na vastidão do nosso Universo.

Do espaço, a Terra não é delimitada pelas fronteiras artificialmente definidas pelo homem: vemos mares e oceanos, uma massa de terra com diferentes cores, dependendo da sua cobertura (ou não) de vegetação e uma atmosfera dinâmica e em constante mutação. Um planeta único, frágil, complexo e maravilhoso ao qual nos é impossível ficar indiferentes e cuja fotografia nos revela que a nossa identidade como cidadãos deste planeta transcende fronteiras geográficas ou políticas; somos uma única comunidade: humanidade.

A Terra vista pela Voyager 1 para lá de Plutão NASA/JPL/Caltech

Presentemente, enfrentamos alguns dos maiores desafios da nossa sociedade que são globais: pandemias, migrações forçadas de populações e o maior desafio de todos: as alterações climáticas. O filósofo croata, Srećko Horvat, no seu último livro — Poesia do Futuro — avisa que “sem este sentimento de todo, não há escapatória” para os problemas globais que enfrentamos. Trinta anos depois desta imagem histórica, é essencial que, em conjunto, tomemos medidas urgentes e eficazes para salvaguardar o nosso planeta.

Nas salas de aula do ensino básico de todo o mundo continuamos a ensinar com um globo terrestre geopolítico, no qual os alunos desde muito cedo aprendem que o mundo está dividido em fronteiras imaginárias entre eles e nós, os de lá e dos de cá. O projecto que coordeno, “Universe Awareness”, tem vindo a equipar salas de aula com globos terrestres que representam realisticamente o nosso planeta. Em mais de 10 mil salas de aula espalhadas por 60 países, as crianças começam a conhecer a Terra como um planeta tal como o vemos do espaço, a perceber a sua composição física e a também fomentar noções de cidadania global. Movimentos como a “Greve Climática Estudantil/Sextas para o Futuro” também têm reunido milhares de jovens por todo o mundo a exigir (com algum sucesso) acção política global para combater as alterações climáticas.

Relembrarmos o Ponto Azul-Claro é relembrarmos a nossa responsabilidade como humanidade para protegermos o nosso planeta. A ideia da fotografia do Ponto Azul-Claro partiu de Carl Sagan — astrónomo e um dos maiores comunicadores de ciência do século XX — que resumiu a importância social desta fotografia: “Não há melhor demonstração da injustificável presunção humana do que esta imagem distante do nosso minúsculo mundo. Destaca a nossa responsabilidade de sermos mais amáveis uns com os outros, para preservarmos e protegermos o Ponto Azul-Claro, o único lar que conhecemos até hoje.”

Público
Pedro Russo
Professor de Astronomia e Sociedade, Universidade de Leiden (Holanda)
14 de Fevereiro de 2020, 20:40

 

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Telescópio espacial com “ADN” português envia primeira imagem

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Acaba de ser revelada a primeira imagem científica do CHEOPS, que teve a participação activa de membros do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

“Pode não ser de tirar o fôlego e com potencial para inspirar a imaginação do público”, mas “traz perspectivas bem melhores do que as que eram esperadas, para alcançar os objectivos científicos da missão”. As palavras são de Sérgio Sousa, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) / Universidade do Porto, e espelham o estado de espírito da equipa envolvida no desenvolvimento do telescópio espacial CHEOPS, que acaba de “relevar” a sua primeira imagem

Imagem da estrela HD 70843. A imagem está desfocada de propósito, para maximizar a precisão das medições do brilho das estrelas. (Crédito: ESA/Airbus/CHEOPS Mission Consortium)

Foi no passado dia 29 de Janeiro que o telescópio espacial da Agência Espacial Europeia (ESA) abriu a tampa de protecção. Desde então, todos os sistemas têm sido preparados para a aquisição da primeira imagem captada pelo CHEOPS. No caso, de um campo de estrelas centrado na estrela HD 70843 – localizada  a 150 anos-luz de distância da Terra -, escolhida por ter brilho e localização no céu ideais para os testes aos instrumentos.

Para Olivier Demangeon, investigador do IA, “estas primeiras imagens do CHEOPS representam o culminar de 10 anos de trabalho e investimento da parte do IA e do consórcio do CHEOPS. Estas são uma ante-visão de um futuro científico brilhante para a missão e para a nossa equipa.”

Para além da participação activa do IA, o CHEOPS contou também com o contributo da Deimos Engenharia. Segundo Antonio Gutiérrez Peña, director da empresa, “o sistema de planeamento da missão foi usado nas operações de In-Orbit Commissioning e parece estar tudo a funcionar na perfeição. Estamos muito excitados e esperamos que a missão esteja totalmente operacional dentro de pouco tempo.”

Lançado para o espaço em Dezembro do ano passado, o CHEOPS produz imagens propositadamente desfocadas das estrelas, de modo a poder distribuir a luz de cada estrela por vários pixeis do detector. Isto aumenta a precisão das medições, pois cada medição fica menos sensível a variações da resposta de cada pixel individual ou da maneira como o telescópio é apontado.

À descoberta de “novos mundos”

Esta é a primeira missão dedicada a observar trânsitos exoplanetários em estrelas onde já se conhecem planetas, em praticamente qualquer direcção do céu. A grande inovação introduzida pelo CHEOPS prende-se com a sua capacidade única de determinar com precisão a dimensão de exoplanetas na gama entre as super Terras e os Neptunos, para os quais já se conhece a massa.

O telescópio vai ainda permitir determinar com precisão o diâmetro de novos exoplanetas descobertos pela próxima geração de instrumentos em observatórios à superfície da Terra ou ainda identificar potenciais alvos cujas atmosferas possam ser caracterizadas por esses instrumentos. Ter medições precisas do brilho das estrelas e sua variação é por isso crítico para os investigadores poderem aprender o máximo possível acerca dos planetas que se sabe orbitarem essas estrelas.

Imagem artística do telescópio espacial CHEOPS em órbita (Crédito: ESA/ATG medialab)

O consórcio do CHEOPS é liderado pela Suíça e pela ESA. Conta com a participação de 11 países europeus, sendo que em Portugal a participação científica é liderada pelo IA.

A participação do IA no consórcio do CHEOPS faz, de resto, parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação em exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais. Entre eles incluem-se o CHEOPS ou o espectrógrafo ESPRESSO, já em funcionamento no Observatório do Paranal (ESO). Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA), ou a instalação do espectrógrafo HIRES no maior telescópio da próxima geração, o ELT (ESO).

Sobre o IA

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, integrando investigadores da Universidade do Porto e da Universidade de Lisboa, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF). A actividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/FIS/04434/2019).

Universidade do Porto
11.02.20
Por Ricardo Reis / CAUP

 

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