Para chegar ao Observatório do Banco Verde, você pega a estrada menos percorrida, passando por regiões pitorescas e remotas das Montanhas Allegheny e da Floresta Nacional de Monongahela, na Virgínia Ocidental. A cerca de uma hora de distância, você começará a perder o serviço de telefonia celular. O Observatório Green Bank – uma coleção de radiotelescópios que vasculham os céus em busca de sinais de rádio fracos de buracos negros, pulsares, estrelas de nêutrons ou ondas gravitacionais – fica perto do coração da Zona Silenciosa da Rádio Nacional dos Estados Unidos, uma área única que abrange uma área de aproximadamente 13.000 milhas quadradas, abrangendo a fronteira entre a Virgínia e a Virgínia Ocidental.
Aqui no NRQZ, as transmissões de rádio geradas pelo homem são limitadas para proteger os radiotelescópios dos sinais de rádio baseados na Terra chamados RFI (Interferência de Radiofrequência), que são ondas eletromagnéticas de alta frequência que emanam de dispositivos eletrônicos como computadores, telefones celulares, fornos de microondas e até câmeras digitais. Mesmo os sinais RFI mais fracos podem abafar as fracas ondas de rádio vindas do cosmos.
“Você só pode usar câmeras de filme básicas e antigas aqui, a menos de 3 quilômetros do Telescópio Green Bank”, disse Paul Vosteen, especialista em mídia do Observatório Green Bank, que forneceu um tour pelas instalações. Vosteen contou uma vez em que levou um grupo para ver o gigantesco (e muito fotogênico) Green Bank Telescope (GBT) de 100 metros e, involuntariamente, um membro do grupo começou a tirar fotos com uma câmera digital. Enquanto ele rapidamente parava o fotógrafo, Vosteen mais tarde consultou timidamente os técnicos que estavam realizando diagnósticos no GBT naquele dia. Eles estavam coçando a cabeça sobre um estranho aumento nos sinais naquela manhã. Acontece que foi o momento exato em que o fotógrafo usou sua câmera digital.
“O menor sinal eletrônico pode causar interferência”, explicou Vosteen. “Só podemos usar veículos a diesel aqui no local porque os motores a gasolina têm velas. Tudo o que acende produz ondas de rádio.” Os motores diesel, por outro lado, acendem por compressão.
Para manter sob controle a quantidade de interferência no local, a sala de controle do observatório e o salão de exposições do Centro de Ciências próximo são completamente cercados por gaiolas de Faraday de cobre, dispositivos de malha de arame embutidos nas paredes para bloquear sinais eletromagnéticos. Até as janelas são cobertas por uma fina tela de arame, e a pesada porta da sala de controle abre e fecha como a entrada de um cofre de banco de alta segurança.
Green Bank abriga seis grandes radiotelescópios com tamanhos de 14 a 100 metros de diâmetro. Os telescópios de 20 metros e de 40 pés são telescópios educacionais em tempo integral usados por estudantes de todo o país.
O observatório também contém muitas relíquias da história da radioastronomia. Há uma réplica exata da antena dipolo que Karl Jansky usou quando descobriu por acidente que ondas de rádio emanavam do centro da Via Láctea. Esse foi o início da radioastronomia como a conhecemos hoje. Há também o verdadeiro radiotelescópio parabólico (o primeiro do mundo) construído por Grote Reber em 1937 para acompanhar a detecção de Jansky. Depois, há o telescópio Howard E. Tatel de 85 pés que Frank Drake usou em 1960 para realizar a primeira busca mundial por inteligência extraterrestre com o Projeto Ozma.
GBT – “Grande Grande Coisa”
Com 148 metros de altura, o Telescópio Robert C. Byrd Green Bank (GBT – às vezes chamado de ‘Grande Grande Coisa’ pelos habitantes locais) é o prato mais alto e mais atraente do observatório, e o maior radiotelescópio orientável em o mundo. A capacidade de manobra da sua grande antena parabólica de 100 metros permite rastrear rapidamente objetos em seu campo de visão e ver 85% do céu.
Embora o GBT esteja em operação desde 2000, como discutimos num artigo na semana passada, uma nova atualização para o telescópio está em desenvolvimento. ngRADAR é um sistema de radar de última geração que permitirá ao GBT rastrear e mapear asteróides com resolução sem precedentes, tornando o GBT o sistema de radar mais avançado do mundo. Também será capaz de estudar cometas, luas e planetas do nosso Sistema Solar. Quando concluído, não só ajudará os astrônomos a estudar a composição de outros corpos planetários, mas também ajudará na defesa contra potenciais grandes colisões de meteoros na Terra, mapeando as trajetórias precisas dos asteróides que cruzam a órbita da Terra.
Os astrônomos estudam o Universo capturando luz de estrelas, planetas e galáxias. Mas eles também podem estudar objetos próximos iluminando-os com luz de rádio e analisando os sinais que ecoam de volta. Isto é chamado de radar planetário, e o processo pode revelar informações incrivelmente detalhadas sobre nossos vizinhos planetários.
“Quando os astrônomos estudam a luz produzida por uma estrela ou galáxia, eles estão tentando descobrir suas propriedades”, disse Patrick Taylor, diretor do projeto ngRADAR e chefe da divisão de radar do Observatório Nacional de Radioastronomia, em nosso artigo da semana passada. “Mas com o radar, já sabemos quais são as propriedades dos sinais e aproveitamos isso para descobrir as propriedades de tudo o que refletiu os sinais. Isso nos permite caracterizar corpos planetários – como sua forma, velocidade e trajetória. Isso é especialmente importante para objetos perigosos que podem estar muito perto da Terra.”
Anteriormente, o carro-chefe do radar planetário era o Observatório de Arecibo, de 1.000 pés de diâmetro (305 metros), que desabou em 2020, bem como a antena Goldstone de 70 metros na Califórnia, que é usada principalmente para comunicação com espaçonaves como parte do Deep Space da NASA. Rede Espacial. Taylor disse que a ideia do ngRADAR tem sido discutida há anos – mesmo antes do desaparecimento de Arecibo – mas com a perda de Arecibo, a atualização é ainda mais importante.
Os sinais de radar transmitidos pelo ngRADAR no GBT serão refletidos em objetos astronômicos, e esses sinais refletidos serão recebidos pelo Very Long Baseline Array (VLBA), uma rede de dez estações de observação localizadas nos Estados Unidos.
“A ideia é que o GBT transmita quase constantemente e o VLBA – todos os dez ou qualquer subconjunto desses telescópios – faça a recepção”, disse Taylor. “Este novo sistema nos permitirá caracterizar as superfícies de muitos objetos diferentes em uma frequência ou comprimento de onda diferente que nunca foi usado antes.”
Frequências de rádio
Toda a luz viaja através do espaço em ondas – pense em como as ondulações se movem através de um lago. Cada ondulação tem um pico e um vale, que é chamado de ciclo. Um objeto que emite ondas de rádio produz muitos ciclos em um período muito curto. Durante cada ciclo, a onda se move por uma curta distância, que é chamada de comprimento de onda. As ondas de rádio têm os comprimentos de onda mais longos do espectro eletromagnético. Eles variam de comprimentos submilimétricos a mais de 100 quilômetros.
Para ondas de rádio de todos os comprimentos de onda, o número de ciclos por segundo é chamado de frequência, sendo um ciclo por segundo um hertz. Isso significa que mil ciclos por segundo equivalem a um quilohertz e um bilhão de ciclos por segundo equivalem a um gigahertz. Os radioastrônomos estão interessados em objetos em uma ampla faixa de frequências, mas principalmente entre 3 quilohertz e cerca de 900 gigahertz.
“Arecibo funcionou a 2,38 gigahertz, o Goldstone de 70 metros funciona principalmente a 8,56 gigahertz”, disse Taylor. “Para o ngRADAR, estamos buscando frequências ainda mais altas, de 13,7 gigahertz, algo que realmente nunca foi usado para radares planetários antes. Esta é uma forma de oferecer algo novo e diferente, enquanto as capacidades dos dois instrumentos – GBT e Goldstone – também se complementariam.”
Mas o mais importante é que, como Goldstone é agora “o único jogo de radar planetário da cidade”, como Taylor descreveu, isso significa que o radar planetário nos EUA tem uma falha de ponto único. As antenas do Goldstone Deep Space Communications Complex estão ocupadas 24 horas por dia, comunicando-se com naves espaciais ao redor do Sistema Solar.
“Se Goldstone estiver fora do ar por qualquer motivo ou se não estiver disponível devido ao seu trabalho com o DSN”, disse Taylor, “ter um transmissor de radar no GBT nos dá mais flexibilidade e redundância”.
Taylor disse que existem várias aplicações para o futuro do radar, não apenas avançando nosso conhecimento de objetos no Sistema Solar e caracterizando asteróides e cometas, mas também auxiliando em futuros voos espaciais robóticos e tripulados.
O GBT trabalhou com o telescópio Goldstone para ajudar a confirmar o sucesso da missão Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA em 2022, o primeiro teste para ver se os humanos poderiam alterar com sucesso a trajetória de um asteróide. Numa campanha de duas semanas, os radiotelescópios conseguiram rastrear como a órbita de Dimorphos, o asteroide atingido pelo DART, mudou após o impacto.
Mas o objetivo principal do ngRADAR é a defesa planetária.
“Esse será um dos usos de maior prioridade para o sistema de radar, onde podemos rastrear e caracterizar asteróides e cometas próximos à Terra para avaliar qualquer perigo que possam representar para a Terra no futuro. O radar fornece dados muito precisos que permitem prever onde esses pequenos corpos estarão no futuro. Podemos determinar seu tamanho, como ele gira, do que pode ser feito, se é apenas uma bola redonda, ou se parece com uma batata, ou se tem uma lua com a qual você também deve se preocupar.”
Construindo RADAR
Como discutimos na semana passada, um protótipo em escala reduzida do ngRADAR no GBT produziu algumas das imagens de radar planetário de maior resolução já capturadas da Terra. Não só será necessário construir o novo sistema em grande escala, mas também será necessário fazer diversas alterações no GBT.
“Este será um projeto de infraestrutura bastante intensivo”, explicou Taylor. “Teremos que construir o transmissor e montá-lo no GBT. Com o tamanho e peso do sistema, bem como os sistemas de refrigeração que serão necessários, serão necessárias estruturas extras para suportar tudo isso.”
Taylor disse que o cronograma para conclusão dependeria do financiamento, mas uma meta razoável é que nos próximos cinco anos – talvez até 2029-2030 – o ngRADAR possa estar instalado e funcionando.
Mas Taylor sente que o ngRADAR permitirá que o GBT feche o círculo.
“Parte da primeira ciência feita com o GBT foi receber sinais de radar quando foi inaugurado”, disse ele. “É um receptor de radar há mais de 20 anos, mas agora estamos tentando dar o próximo passo e torná-lo também um transmissor.”
Fonte: InfoMoney
