Estamos prestes a aprender muito mais sobre exoplanetas. A ESA acaba de aprovar a construção da sua missão Ariel, que nos dará o nosso primeiro grande levantamento das atmosferas de exoplanetas. O telescópio espacial nos ajudará a responder questões fundamentais sobre como os planetas se formam e evoluem.
O JWST provou o valor dos telescópios infravermelhos que podem examinar atmosferas de exoplanetas. Chegou às manchetes quando detectou dióxido de carbono e química ativa na atmosfera de um exoplaneta. Agora, a ESA aprovou a construção do seu telescópio espacial Ariel, inteiramente focado nas atmosferas dos exoplanetas.
Caracterizar atmosferas de exoplanetas é apenas um dos objetivos científicos do JWST. Mas Ariel se concentrará inteiramente neles. Embora seja muito menor que o JWST, dedicará muito mais tempo às atmosferas dos exoplanetas. Usando o método de trânsito, Ariel (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) observará pelo menos 1.000 exoplanetas conhecidos e suas atmosferas.
Em maio, a carga científica de Ariel recebeu aprovação. A carga útil é o telescópio infravermelho criogênico que hospeda dois instrumentos: o espectrômetro infravermelho de média resolução Ariel (AIRS) e o sistema de orientação fina (FGS).
A aprovação da carga útil foi apenas parte de um rigoroso processo de 19 meses de duração fase de desenho. Com o projeto preliminar em mãos, o projeto da espaçonave foi refinado o suficiente para que modelos de engenharia e qualificação do telescópio espacial possam agora ser construídos. Essa tarefa cabe à Airbus Defence and Space Toulouse, principal contratante da Ariel.
“Estamos muito satisfeitos por termos alcançado um marco significativo no design de naves espaciais, marcando uma base sólida para prosseguir com o desenvolvimento detalhado em todos os subsistemas e com a fase de fabricação”, disse Jean-Christophe Salvignol, gerente de projeto da Ariel. “A perspectiva de testemunhar o hardware é realmente emocionante! Estou especialmente entusiasmado com a fabricação e montagem do modelo estrutural, já que sua estrutura se assemelhará muito ao produto final pronto para decolar.”
Depois que a Airbus construir os modelos de engenharia e qualificação, eles serão submetidos a testes extremos para ver como resistirão às condições de lançamento. Esses testes também verificarão se os subsistemas do satélite funcionam bem em conjunto e se tudo é compatível com o veículo lançador e os sistemas terrestres.
“Em breve poderemos ver e testar o modelo estrutural do Ariel, que é sempre um momento muito especial para qualquer cientista que trabalha em uma missão espacial.”
Theresa Lueftinger, Cientista do Projeto Ariel.
Juntamente com o projeto e os testes, os cientistas estão compilando uma lista de alvos potenciais para o Ariel. O objetivo é construir um levantamento de resultados homogêneos em uma ampla população de exoplanetas. Os resultados apresentarão ampla cobertura de comprimento de onda tanto na luz infravermelha quanto na visível e uma alta relação sinal-ruído.
Ariel trabalhará com três níveis de metas. O nível 1 terá cerca de 1.000 alvos. Esses 1.000 iniciais criarão uma amostra grande contendo a caracterização básica das atmosferas (presença de nuvens, diagramas de cores, etc.) dos planetas. O Nível 2 compreenderá cerca de metade dos alvos do Nível 1. O Nível 2 consistirá em observações de maior duração de cada alvo, que darão uma visão mais detalhada da atmosfera de cada exoplaneta. Por último vem o Nível 3. O Nível 3 estudará os melhores alvos para caracterização atmosférica múltiplas vezes em busca de variações temporais na química ou na cobertura de nuvens. Dependendo de como tudo correr, pode até haver um Tier 4, que irá refinar ainda mais as coisas.
Em 2022, os pesquisadores publicaram um artigo apresentando uma amostra de referência de missão para Ariel. É derivado de exoplanetas atualmente conhecidos e dos Tess Planet Candidates. A imagem abaixo mostra como os alvos estão espalhados pelo céu.
A Amostra de Referência da Missão também mostra os tamanhos dos planetas e suas temperaturas.
Entre os alvos estão os planetas TRAPPIST-1, que são bastante conhecidos. Outros alvos incluem super-Terras como TOI-776b e planetas semelhantes a Netuno como TOI-270c. A lista de alvos ficará mais clara com o tempo, assim como o design de Ariel.
A seguir, a Airbus construirá e testará os modelos de engenharia e qualificação. Depois disso vem a Revisão Crítica do Design. Nesse ponto, será construído o modelo de voo real que viajará até o ponto L2 Sol-Terra.
“É fantástico ver o sucesso da importante revisão do projeto da espaçonave. Tendo ultrapassado este marco, podemos continuar a implementação desta emocionante missão que irá revolucionar o nosso conhecimento sobre como os planetas em torno de outras estrelas se formam e evoluem e de que são feitas as suas atmosferas,” acrescenta Theresa Lueftinger, cientista do projeto de Ariel. “Particularmente emocionante é o ‘surgimento’ do hardware: em breve poderemos ver e testar o modelo estrutural Ariel, o que é sempre um momento muito especial para qualquer cientista que trabalhe numa missão espacial.”
Cada missão espacial é complexa e os horários podem mudar. Tal como está, o Ariel está programado para ser lançado em 2029. A duração da sua missão está prevista para quatro anos, mas muitas vezes essas estimativas são mínimas conservadoras. Não importa quanto tempo dure, a sua contribuição para a ciência será oportuna e enorme.
