O telescópio espacial Nancy Grace Roman, da NASA, está programado para ser lançado em 30 de agosto a bordo de um Falcon Heavy, da SpaceX. A missão seguirá até uma região a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, onde o observatório combinará uma visão panorâmica do cosmos com instrumentos capazes de estudar planetas distantes. O projeto não tenta substituir o James Webb. Faz outra coisa: trocar o microscópio por uma lente grande-angular.
Essa diferença aparece nos números. O campo de visão do Roman será 100 vezes maior que o do Hubble e, durante os cinco anos previstos para sua missão principal, deverá observar mais de 50 vezes a área coberta pelo Hubble em suas três primeiras décadas. A NASA estima que o observatório possa mapear cerca de 20 bilhões de estrelas, medir a luz de mais de 1 bilhão de galáxias e encontrar até 200 mil novos exoplanetas.
Como o telescópio Roman foi construído para observar grandes áreas?
O Roman foi construído para pesquisar grandes áreas do céu com rapidez, sem abrir mão da precisão necessária para investigar estrelas, galáxias e sistemas planetários distantes.
O formato da nave lembra um helicóptero congelado no meio do voo: uma estrutura frontal abriga o telescópio, painéis solares se estendem para os lados e uma antena ocupa a parte superior. A comparação parece uma brincadeira de engenheiro em fim de expediente, mas ajuda a localizar as funções essenciais do observatório. Na dianteira está o conjunto óptico, que coleta a luz e a encaminha aos instrumentos científicos instalados atrás dele.
O espelho primário tem 2,4 metros de diâmetro, o mesmo tamanho do espelho principal do Hubble. À frente dele fica um espelho secundário com pouco mais de 0,5 metro. Segundo a NASA, os dois serão mantidos a aproximadamente 19 graus Fahrenheit, ou -7 graus Celsius, para reduzir a interferência térmica do próprio telescópio. Na prática, observar o Universo no infravermelho exige que o observatório não se comporte como uma lâmpada acesa dentro da própria câmera.
Na extremidade frontal, a Deployable Aperture Cover, ou DAC, funciona como um chapéu técnico. Ela se abrirá depois que o telescópio alcançar a órbita, bloqueando luz parasita e protegendo a óptica sensível. É um detalhe pouco cinematográfico, embora missões espaciais dependam justamente desses detalhes que ninguém nota quando funcionam.
O que fazem os painéis solares e o instrumento de campo amplo?
Os painéis solares fornecem energia e sombra, enquanto o Wide Field Instrument transforma cada exposição em um levantamento extenso do céu infravermelho.
O Solar Array Sun Shield, conhecido pela sigla SASS, reúne seis painéis solares. Dois permanecem fixos na espaçonave; os outros quatro serão abertos depois da chegada ao espaço. Orientado para o Sol, o conjunto produz a eletricidade necessária para operar o observatório e projeta sombra sobre boa parte da estrutura. Essa sombra ajuda a manter os instrumentos nas condições térmicas exigidas pelas observações.
O principal instrumento científico é o Wide Field Instrument, ou WFI, uma câmera infravermelha com um campo de visão maior que o disco da Lua visto da Terra. Seu detector é formado por um mosaico de 18 unidades dispostas em arco, cada uma com mais de 16 milhões de pixels. Não se trata apenas de uma câmera com ambição de cartão-postal: cada imagem reunirá uma quantidade enorme de fontes astronômicas, permitindo que os pesquisadores acompanhem a distribuição da matéria em escalas difíceis de alcançar com observatórios de campo estreito.
O WFI também será usado para estudar sistemas planetários em torno de outras estrelas e investigar a energia escura, o componente associado à expansão acelerada do Universo. A força do instrumento está na estatística: em vez de apostar tudo em poucos alvos cuidadosamente escolhidos, o Roman observará grandes populações e procurará padrões no ruído aparente.
Como o coronógrafo Roman poderá revelar exoplanetas?
O coronógrafo Roman reduz o brilho de uma estrela para permitir imagens diretas de planetas muito mais fracos que ela.
Apelidado de Starglasses, o instrumento usa duas técnicas que trabalham em conjunto. Máscaras bloqueiam parte da luz estelar, especialmente a que se espalha pelas bordas internas do sistema óptico. Ao mesmo tempo, dois espelhos deformáveis, equipados com milhares de atuadores minúsculos, mudam de forma em tempo real para corrigir imperfeições ópticas menores que a largura de um fio de DNA.
O objetivo é explorar as propriedades ondulatórias da luz. Ao ajustar o caminho óptico com precisão, o sistema cancela parte do brilho da estrela e deixa escapar uma fração da luz refletida pelo planeta. Julie McEnery, cientista sênior do projeto Roman, descreveu o processo como “fazer mágica com a física” durante uma entrevista coletiva realizada em julho. A frase é publicitária, mas o mecanismo é rigorosamente prosaico: óptica adaptativa, máscaras e controle fino substituindo o truque de palco.
Com esse arranjo, os cientistas esperam obter imagens diretas de planetas do tamanho de Júpiter orbitando estrelas semelhantes ao Sol. O Roman também poderá fotografar sistemas planetários jovens, ainda envolvidos pelos discos de poeira onde os planetas se formam. O coronógrafo terá uma segunda função estratégica: servir como campo de testes para tecnologias de missões futuras, incluindo o Habitable Worlds Observatory, concebido para procurar imagens diretas de planetas semelhantes à Terra em torno de estrelas próximas.
Como o Roman enviará tantos dados para a Terra?
A antena de alto ganho transmitirá os dados científicos do Roman a até 500 megabits por segundo enquanto o observatório operar em L2.
Instalada no alto da espaçonave, a High-Gain Antenna, ou HGA, tem aproximadamente 1,8 metro de diâmetro. Ela funciona como o rotor da caricatura do helicóptero, mas não produz sustentação nem salva ninguém de uma descida turbulenta. Sua tarefa é manter a comunicação com as estações terrestres, enviando tanto informações rotineiras da nave quanto os grandes volumes produzidos pelas câmeras.
A antena é montada sobre gimbals motorizados, que permitem girá-la e mantê-la apontada para a Terra enquanto o telescópio muda de orientação para observar diferentes regiões do céu. Sem esse sistema, o Roman poderia coletar imagens extraordinárias e acumulá-las como arquivos esquecidos em um computador sem rede. A ciência termina quando os dados chegam aos pesquisadores; antes disso, são apenas sinais muito caros viajando pelo escuro.
O destino operacional será o ponto de Lagrange 2, ou L2, a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra. Ali, a combinação entre posição, proteção térmica, espelhos, WFI, coronógrafo e comunicação deverá permitir um levantamento amplo e preciso do Universo. O resultado mais interessante talvez não seja uma fotografia isolada, mas a mudança de escala: bilhões de estrelas e galáxias tratados como um mapa, enquanto planetas individuais continuam aparecendo nos intervalos.
