Pouco depois da criação da NASA em 1958, os principais cientistas do país compilaram uma lista de missões que eles acreditavam que a nova agência espacial deveria seguir. As propostas eram inebriantes, considerando que nesse ponto apenas três satélites já haviam sido lançados.
Os pesquisadores sugeriram um telescópio em órbita terrestre que poderia detectar as estrelas mais distantes do universo, sondas que se aventurariam por outros planetas do sistema solar e uma iniciativa para colocar seres humanos na superfície da lua.
Com o tempo, cada um desses sonhos tornou-se realidade – o Hubble Space Telescope, a nave espacial Voyager e o programa Apollo.
Todos exceto um: um esforço para examinar de perto o Sol, a fonte da luz e do calor da Terra, bem como tempestades solares que podem perturbar nossos satélites e fritar nossa grade elétrica.
Foram necessárias décadas para que a tecnologia para proteger o equipamento científico dos raios ferozes do Sol fosse inventada.
Em uma manhã recente, uma nave espacial não muito diferente da prevista em 1958 estava posta m uma sala estéril no Goddard Space Flight Center da NASA. Seus painéis laterais estavam abertos para expor seus funcionamentos internos – caixas de eletrônicos, um tanque de propulsão, instrumentos para medir o campo magnético do Sol e capturar imagens de sua atmosfera tumultuada.
O escudo térmico da nave espacial foi encapsulado em um recipiente separado, embutido com letras vermelhas grandes que admoestaram “MANUSEAMENTO SOMENTE SOB SUPERVISÃO” e “NÃO EXPONHA À LUZ DO SOL DIRETA”.
Apontando as advertências, o engenheiro Curtis Wilkerson sorriu. No inverno deste ano, a Parker Solar Probe será lançada em uma jornada que o enviará pela atmosfera do Sol a um ritmo de 450.000 mph (724.205 km/h) – rápido o suficiente para chegar de Washington a Nova York em cerca de um segundo.
Ela voará dentro de 4 milhões de milhas da superfície do Sol – sete vezes mais perto do que qualquer espaçonave já chegou antes.
Esse escudo térmico não só será exposto à luz solar, ele deverá suportar explosões de 2.600 graus Fahrenheit (1.427 graus Celsius) – enquanto simultaneamente mantém os instrumentos do outro lado em temperatura ambiente aproximadamente.
Após 60 anos de avanços em ciência e tecnologia, essa nave irá investigar os mistérios da nossa estrela e monitorar o comportamento que pode afetar todos na Terra. “Nós finalmente tocaremos o Sol”, diz Nicola Fox, cientista do projeto da missão.
“Mas primeiro”, disse Wilkerson, “temos que chegar ao painel de lançamento”.
Wilkerson é um gerente de gerenciamento de sistemas do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, que construiu a Parker Solar Probe. É seu trabalho assegurar que os cientistas e engenheiros que trabalham na nave espacial sigam os protocolos em vigor para protegê-la.
Os objetos metálicos devem ser desmagnetizados para que eles não afetem os instrumentos. Os técnicos devem usar tocas de cabelo, luvas e braçadeiras de terra que dissipem a eletricidade estática para que eles não deem um choque à nave espacial.
A Parker Solar Probe é enrolada na câmara de teste acústica. (Ed Whitman / NASA / Johns Hopkins APL)
Com Wilkerson e seus colegas mantendo os seres humanos não confiáveis (especialmente os repórteres ilegíveis) sob controle, a integração da APL e a lider do teste, Annette Dolbow, supervisiona o processo de colocação da Parker Solar Probe em conjunto.
Nos últimos meses, sob uma visão atenta, uma coleção de peças metálicas construídas em laboratórios ao redor do país se juntou a uma nave espacial em forma de vaso de tamanho Prius.
O processo fez Dolbow intimamente familiarizado com as peculiaridades da sonda. Ela comparou isso com uma criança pequena: atraente, mas constantemente dando a causa da ansiedade.
Por um lado, existem recursos como o Solar Probe Cup, que irá puxar para fora do escudo térmico para colher amostras da inundação de partículas de alta energia escapando do Sol. “É o instrumento mais corajoso que temos”, disse Dolbow.
Por outro lado, há o sistema de resfriamento da sonda, que funciona como um radiador contendo cinco litros de água pressurizada e é diferente de qualquer coisa usada em uma espaçonave antes. “Água e eletrônicos – eles não são bons amigos”, disse Dolbow.
A equipe do Dolbow também submeteu a nave espacial a uma bateria de testes para garantir que ele possa lidar com os perigos do voo – cozinhando-o, agitando-o, explodindo com lasers.
Na semana passada, eles começaram um dos ensaios mais importantes da sonda: o teste de vácuo térmico.
Ao longo de sete semanas, dentro de uma câmara escura de 40 pés de altura, a nave espacial será arrefecida até -292 graus F (-180 graus C) para simular o frio amargo do espaço, depois explodida com calor proporcional ao que poderia experimentar durante as abordagens mais próximas do Sol.
Os engenheiros testarão o hardware da nave espacial e realizarão uma simulação de voo em uma variedade de condições angustiantes.
O Parker Solar Probe desce para a câmara de vácuo térmica. (Ed Whitman / NASA / JHUAPL)
Com isso terminado e feito, a nave espacial só precisa ser empacotada, enviada para a Flórida, colocada no topo de um foguete e ir para o espaço.
Passando por Vênus, ela terá um impulso gravitacional necessário para se transformar em uma série de 24 órbitas em forma de ovo ao redor do Sol. Com cada aproximação, a sonda voará através da atmosfera do Sol, chamada corona.
Nesses momentos, o escudo térmico composto de carbono sobre a espessura de uma enciclopédia será tudo o que ficará entre a nave espacial e temperaturas suficientemente quentes para derreter o ferro.
“Essa tecnologia não existe há 30 anos”, disse Eric Christian, físico da Goddard e investigador principal adjunto de um dos principais instrumentos da Parker Solar Probe.
Por que exercer todo esse esforço apenas para voar perto do Sol – um esforço que o mito grego de Ícaro já nos advertia?
Como Christian explicou, a história começa com um jovem cientista solar chamado Eugene Parker, que foi a primeira pessoa a perceber que partículas carregadas do vento solar que circulam da coroa movem-se mais rápido do que a velocidade do som.
Essa descoberta, publicada na década de 1950, foi inicialmente descartada pela comunidade astrofísica – mas observações diretas confirmaram isso.
A aceleração do vento solar continua a ser uma das “questões científicas fundamentais sobre o Sol”, disse Christian.
Esse mistério persiste pois a NASA está tão ansiosa para explorar nossa estrela e por que a agência espacial deu o passo sem precedentes para batizar a sonda solar com o nome Parker, que agora tem 90 anos. Nenhuma outra nave espacial já foi nomeada com o nome de uma pessoa viva.
A equipe gira a espaçonave para a câmara de vácuo térmica (NASA / Johns Hopkins APL / Ed Whitman)
A sonda investigará também dois mistérios relacionados: por que a atmosfera do Sol é mais quente do que a sua superfície? E como as partículas de alta energia são expulsas da coroa e no espaço?
“Estas são questões que tentamos responder a 150 milhões de km de distância”, afirmou Christian. “Mas o fato é que você tem que ir onde a ação está para realmente entender o que está acontecendo”.
As respostas são profundamente relevantes para a vida na Terra. As rupturas na atmosfera do Sol podem gerar enormes explosões de gás ionizado, chamadas de ejeções de massa coronal e rajadas de radiação conhecidas como alargamentos solares.
Quando os EJCs interagem com a magnetosfera do nosso planeta, eles induzem correntes elétricas que podem percorrer o solo e romper redes elétricas.
Enquanto isso, as chamas solares podem interferir com a comunicação por rádio e causar envenenamento por radiação em qualquer astronautas espaciais que estão desprotegidas pelo campo magnético da Terra. Prever esses eventos exigirá que os cientistas descubram a física complexa do reator de fusão em nosso céu.
“As pessoas esquecem”, disse Christian, “mas o Sol é uma estrela variável”.
Da Terra, pode parecer um orbe morno e monocromático. Mas a imagem pintada por Christian é mais como algo que Van Gogh produziria: jatos de radiação poderosos disparando para fora da atmosfera. Os cílios longos de plasma chamados loops magnéticos atravessam sua superfície. Bolhas explosivas de gás super quente vomitam seu conteúdo para o céu.
“Este lugar é realmente dinâmico”, disse Christian. “Agora, finalmente estamos indo para lá”.
2017 © The Washington Post Via Science Alert