Os instrumentos das naves espaciais são altamente especializados e podem levar anos para serem projetados, construídos e testados. Mas uma invasão de última hora a um dos instrumentos do Solar Orbiter da ESA permitiu à sonda realizar algumas observações difíceis que de outra forma não teria conseguido.
É tudo por causa de um astrônomo e de uma porta de instrumento.
A ESA lançou o Solar Orbiter em fevereiro de 2020 para estudar a heliosfera interna do Sol e as regiões polares em alta resolução.
A cada seis meses, aproxima-se do Sol e estuda a mesma região repetidamente. A ideia é monitorar o aumento da atividade magnética que é precursora de explosões e erupções solares. Dentro disso, possui objetivos científicos mais específicos.
A espaçonave carrega um conjunto de instrumentos para atingir seus objetivos, e um deles é o Extreme Ultraviolet Imager (EUI). A Bélgica contribuiu com o EUI para a missão, e seu trabalho é gerar imagens das camadas e estruturas da atmosfera do Sol a partir da cromosfera até a coroa.
O EUI é na verdade três instrumentos em um: um gerador de imagens do Sol completo e dois telescópios de alta resolução. O gerador de imagens do Sol completo mostra a estrutura geral do Sol em temperaturas coronais, e o par de telescópios trabalha em bandas de comprimento de onda selecionadas.
Eles revelam as estruturas mais finas que são visíveis nas imagens de perto do Sol que a sonda obtém durante a sua fase de periélio.
O desafio que todas as naves espaciais e instrumentos de observação do Sol têm de superar é a luz esmagadora que vem da estrela. A poderosa luz do Sol obscurece detalhes críticos. O EUI não é exceção. Os telescópios costumam usar coronógrafos para bloquear a luz poderosa e tornar visíveis os detalhes da atmosfera do Sol.
Durante a fase final de construção do instrumento, um membro da equipe da Solar Orbiter teve uma ideia brilhante. O EUI possui sua própria porta de segurança para protegê-lo durante voos espaciais e quando não estiver em uso. E se essa porta pudesse ser modificada para melhorar o funcionamento do gerador de imagens?
“Foi realmente um truque”, diz Frédéric Auchère, Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Sud, e membro da equipa do EUI.
“Tive a ideia de fazer isso e ver se funcionaria. Na verdade, é uma modificação muito simples no instrumento.”
O peso da espaçonave é calculado com precisão, mas Auchère percebeu que alguns gramas não fariam diferença. Ele acrescentou um pequeno “polegar” saliente à porta que poderia cobrir o disco brilhante do Sol durante as operações quando a porta estava meio aberta em vez de totalmente aberta.
Com a luz avassaladora do disco solar obstruída pelo pequeno polegar na porta, o EUI pode detectar eficazmente a luz UV proveniente da coroa circundante, que é milhões de vezes mais fraca que o disco. Isto significa que o instrumento pode ver mais profundamente a atmosfera do Sol.
A equipe chama esse polegar e porta entreaberta de modo de operação oculto. É basicamente um novo tipo de instrumento. Ele combina o coronógrafo e a câmera em um único instrumento, em vez de exigir um coronógrafo separado.
Eles têm testado o EUI neste modo desde 2021 e publicaram um artigo na Astronomy and Astrophysics explicando os resultados. Frédéric Auchère, o astrônomo que teve a ideia, é o autor principal.
“Mostrámos que isto funciona tão bem que agora podemos considerar um novo tipo de instrumento que pode fazer imagens do Sol e da coroa que o rodeia,” diz Daniel Müller, Cientista do Projeto Solar Orbiter da ESA.
A pequena adição de Auchère à porta de instrumentos do EUI resolve um problema que assola os geradores de imagens UV extremas. As profundezas da atmosfera do Sol estão além da visão da maioria deles, e os coronógrafos separados tradicionais geralmente bloqueiam totalmente esta região por necessidade. Mas o novo ocultador do EUI pode visualizar esta região difícil com mais facilidade do que nunca.
“A física está mudando lá, as estruturas magnéticas estão mudando, e nunca demos uma boa olhada nisso antes. Deve haver alguns segredos aí que podemos agora descobrir”, diz David Berghmans, do Observatório Real da Bélgica, e o Investigador Principal do EUI.
O pequeno polegar adicionado à porta foi uma adição tardia ao instrumento EUI. Portanto, está em uma posição abaixo do ideal. Isso significa que, entre outras limitações, necessita de exposições mais longas para funcionar. Algumas das imagens de teste no artigo exigiram exposições de 1.000 segundos.
Mas agora que a eficácia deste desenho está comprovada, ele pode ser melhorado para futuros instrumentos em futuras missões.
“Com pequenas modificações, a eficiência de um coronógrafo baseado em FSI poderia ser aumentada em duas ordens de grandeza, o que permitiria a aquisição de imagens semelhantes às aqui apresentadas em 10 segundos”, escrevem os autores em sua conclusão.
Isto significa que os instrumentos EUV podem começar a substituir os instrumentos de luz visível e os coronógrafos.
“Comparado a um coronógrafo VL, um instrumento EUV oferece diversas vantagens”, explicam os autores.
“Não há emissão de fundo devido à dispersão da poeira”, escrevem eles. A luz dispersa do instrumento não apenas é mais fácil de controlar, mas também “…torna um coronógrafo EUV menos exigente em termos de precisão e estabilidade de apontamento da plataforma.”
Parece que a nossa visão do Sol está prestes a dar um salto em frente.
Publicado no UniverseToday
Adaptado de ScienceAlert
