Um novo estudo preliminar sugere que o Sol poderia ser transformado em um gigantesco telescópio natural dentro de algumas décadas, aproveitando um efeito previsto pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

A proposta analisa quais sistemas de propulsão seriam capazes de levar uma espaçonave até uma região específica do espaço onde seria possível usar nossa estrela como lente gravitacional — e indica que a missão poderia chegar lá em menos de 30 anos.

Teoria e prática

De acordo com a relatividade geral, a massa curva o espaço-tempo. Objetos suficientemente grandes, como estrelas ou buracos negros, produzem curvaturas significativas capazes de desviar a luz. Astrônomos já observam regularmente esse fenômeno, chamado lente gravitacional, quando a luz de objetos distantes é ampliada por um corpo massivo que se encontra no caminho.

Apesar de impressionantes, essas lentes naturais não são ajustáveis: ao contrário de um telescópio convencional, que pode ser girado, não é possível “mover” um aglomerado de galáxias para mudar o campo de visão.

Alguns cientistas propõem contornar essa limitação usando o próprio Sol como lente. Como há um objeto massivo relativamente próximo — nossa estrela —, bastaria posicionar instrumentos do lado oposto a ela e na posição correta para observar alvos distantes.

Esse método é conhecido como lente gravitacional solar (SGL, na sigla em inglês). A tarefa é facilitada pelo fato de que o foco não é um ponto único, mas uma linha focal que se estende pelo espaço.

A ideia remonta pelo menos a 1979, quando Von Russel Eshleman descreveu o conceito em um artigo científico. Segundo ele, “o campo gravitacional do Sol atua como uma lente esférica para ampliar a intensidade da radiação de uma fonte distante ao longo de uma linha focal semi-infinita”.

Ele acrescentou que uma espaçonave posicionada nessa linha poderia, em princípio, observar e até se comunicar a distâncias interestelares usando equipamentos comparáveis em tamanho e potência aos utilizados atualmente para distâncias interplanetárias. “Se se negligenciam os efeitos coronais, o fator máximo de amplificação para radiação coerente é inversamente proporcional ao comprimento de onda, sendo de 100 milhões a um milímetro”, afirmou.

Um telescópio desse tipo poderia permitir até mesmo observar a superfície de um planeta alienígena, superando o desempenho de qualquer instrumento existente ou previsto para o futuro próximo. Outra possibilidade mencionada é usar a própria Terra como lente gravitacional — um projeto inicial mais simples, porém menos poderoso.

Mesmo sendo mais barato e simples do que construir um telescópio artificial com capacidade equivalente, o projeto ainda seria extremamente complexo. O novo artigo explica que conceitos realistas de missão situam as operações científicas ao longo da linha focal a distâncias heliocêntricas de aproximadamente 650 a 900 unidades astronômicas (UA).

Nessa região, a espaçonave precisaria manter apontamento preciso próximo ao limbo solar, executar movimentos laterais controlados para amostragem pixel a pixel e reconstrução de imagem, e sustentar energia e comunicações em um ambiente onde o fluxo solar é cerca de 420 mil a 810 mil vezes mais fraco do que a 1 UA.

Nessas condições, a energia solar não seria suficiente para comunicações de alta taxa ou controle preciso; seriam necessários sistemas de energia por radioisótopos ou fissão durante toda a fase científica.

A distância envolvida é enorme: 1 UA corresponde à média entre a Terra e o Sol, e a sonda mais distante já lançada, a Voyager 1, está atualmente a cerca de 170 UA, após quase 50 anos de viagem.

Leia mais:

Como saber onde o Sol nasce e se põe?

5 tecnologias que foram desenvolvidas com inspiração na natureza

Sol produz 10 erupções do tipo mais violento em menos de uma semana

Estudo propõe alternativas para levar equipamentos ao Sol

Para reduzir esse tempo, o cientista Slava G. Turyshev, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, analisou opções de propulsão no estudo — que ainda não passou por revisão por pares;

Embora a proposta pareça ousada, a agência espacial considera ideias desse tipo em seu programa Innovative Advanced Concepts;

Turyshev concluiu que a propulsão química tradicional é insuficiente para levar uma carga útil até a posição necessária em prazo razoável, mesmo com assistências gravitacionais;

Ele avaliou duas alternativas principais: velas solares e propulsão elétrica nuclear por fissão (NEP, na sigla em inglês).

Entre elas, a vela solar seria a forma mais plausível de atingir a distância desejada em tempo viável. O método exigiria uma aproximação arriscada do Sol, passando entre 0,04 e 0,08 UA da estrela para realizar um impulso gravitacional. Assim, a espaçonave poderia chegar a 650 UA em cerca de 25 a 40 anos. A limitação é que velas solares fornecem pouca potência, restringindo o tamanho da carga científica.

Já a propulsão elétrica nuclear permitiria transportar cargas mais pesadas e ainda teria a vantagem de usar o propelente restante para ajustar a posição da sonda ao chegar ao destino. Esse sistema seria um pouco mais lento, mas uma combinação de NEP com propulsão térmica nuclear poderia alcançar a mesma distância em menos de 20 anos.

Ambas as tecnologias, porém, ainda estão em estágio inicial de desenvolvimento. Caso a NASA decida iniciar uma missão desse tipo em breve, o cronograma dependerá diretamente do avanço desses sistemas. “Programaticamente, um início crível entre 2035 e 2040 requer alinhar a escolha da arquitetura com o que puder ser demonstrado no início da década de 2030”, explicou Turyshev ao IFLScience.

Atualmente, velas solares estão um pouco mais avançadas e já foram testadas no espaço — nem sempre com sucesso. Ainda longe de ser um projeto confirmado, a proposta sugere que, no futuro, uma nave poderia navegar pela energia do Sol e depois usar a massa da estrela para observar objetos distantes posicionados atrás dela.

O estudo foi disponibilizado no servidor de pré-publicações científicas arXiv.

O post Sol pode se tornar telescópio natural nas próximas décadas; entenda apareceu primeiro em Olhar Digital.