Em 1950, o famoso escritor norte-americano Ray Bradbury publicou um conto intitulado The Golden Apples of the Sun, integrado num livro de contos com o mesmo nome. Nele se descreve como uma nave espacial vai “roubar” uma amostra da matéria do Sol. Este livro foi publicado em Portugal em 1960, com o nº 55 da mítica (e extinta) Colecção Argonauta, numa tradução de Mário Henrique Leiria e capa de Lima de Freitas, com o título Os Frutos Dourados do Sol.
Em paralelo com a ficção científica, em 1958, no dealbar da era espacial, a National Academy of Sciences dos EUA propõe uma missão para obter informação sobre a coroa solar e o vento solar. Desde então a NASA realizou vários estudos de possíveis implementações de uma missão para construir uma sonda solar que, por razões em geral orçamentais, não avançou.
Por quê estudar o Sol?
É a única estrela que está aqui ao pé de nós. Do estudo do Sol podemos aprender sobre as outras estrelas. O Sol é a fonte de energia para a vida na Terra e a origem do vento solar, um fluxo de gases ionizados que passam pela Terra a velocidades acima dos 500 km por segundo.
Este vento solar interfere com o campo magnético terrestre, e essas alterações na vizinhança do planeta podem modificar as órbitas dos satélites, encurtar a sua vida útil ou interferir com a eletrónica a bordo. O estudo do vento solar também fornecerá informações cruciais para o planeamento de futuras missões tripuladas.
Em setembro de 2010, a NASA inicia finalmente o desenvolvimento da missão solar. Em abril de 2015 a construção da Sonda Solar é adjudicada ao Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, ficando o lançamento previsto para 2018.
Em maio de 2017, a sonda - até então com o nome Solar Probe Plus - passa a chamar-se Parker Solar Probe, em homenagem ao astrofísico Eugene Parker. É a primeira vez que a agência espacial norte-americana dá a uma missão o nome de uma personalidade viva.
Quem é a pessoa que deu o nome à Sonda Solar?
Nascido em 1927, Eugene Parker é licenciado em física pela Michigan State University e doutorou-se no Caltech em 1951. Foi professor na Universidade de Utah e depois na Universidade de Chicago.
Nos anos 50 propôs uma série de ideias sobre a forma como as estrelas, incluindo o nosso Sol, libertam energia. Avançou com o conceito de vento solar e teorizou sobre a razão porque a coroa solar é muito mais quente do que a superfície do Sol.
Este pioneiro da Astrofísica recebeu numerosas distinções pelo seu trabalho de investigação, incluindo a National Medal of Science, a Gold Medal da Royal Astronomical Society, o Prémio Kyoto e o Prémio James Clerk Maxwell.
LIFT OFF
A 12 de agosto de 2018, a Sonda Solar Parker é lançada no espaço por um foguete Delta IV Heavy / Star-48BV, a partir de Cape Canaveral, iniciando a sua missão em direção ao Sol.
A Sonda Solar Parker
Com o peso de 685 kg e dimensões 1,0m x 3,0m x 2,3m, a sonda está provida de um escudo térmico com 115 mm de espessura, feito de um compósito de carbono projetado para suportar uma temperatura de cerca de 1400°C na zona mais próxima do Sol. A absorção é minimizada por uma camada superficial refletora de alumina.
A intensidade da radiação solar no periélio – ponto da órbita mais próximo do Sol – é aproximadamente 650 kW/m2 (cerca de 450 vezes a intensidade na órbita da Terra), pelo que os sistemas de controlo da sonda e a instrumentação científica encontram-se na parte central, à sombra do escudo térmico. Devido à distância Terra-Sol – as comunicações rádio demoram cerca de oito minutos – a sonda tem de atuar de forma autónoma para se proteger da radiação. Existem quatro sensores que detetam luz do Sol vinda dos limites do escudo térmico e que provocam o movimento de volantes de inércia que voltam a pôr a sonda na sombra do escudo.
A energia para os diversos sistemas a bordo provém de um sistema duplo de painéis solares fotovoltaicos. O sistema primário funciona para distâncias ao Sol superiores a 0,25 UA (uma UA – unidade astronómica – é a distância média da Terra ao Sol, aproximadamente 150 milhões de quilómetros). Para distâncias mais próximas, os painéis primários ocultam-se atrás do escudo térmico, e a energia é fornecida por painéis secundários, mais pequenos, que são arrefecidos por um circuito de água pressurizada. Este link explica as razões por que a Sonda Parker não “derrete”.
É muito difícil ir ao Sol
É difícil enviar objetos para o Sol, pela mesma razão porque a Terra não cai para o Sol. Como a velocidade de translação do nosso planeta é cerca de 30 quilómetros por segundo, qualquer objeto “largado” da Terra tende a seguir com a mesma velocidade de translação e não “cai” para o Sol. Para que esse objeto se aproxime do Sol terá de diminuir essa velocidade.
Yanping Guo, uma investigadora da Johns Hopkins University, foi quem projetou a trajetória da Sonda Parker. (Já em 2015 tinha projetado o percurso da sonda espacial New Horizons que viajou até Plutão).
Numa entrevista ao Quartz, Guo declara: “é uma bonita trajetória, é uma complicada trajetória”, e também “chegar ao Sol é o maior desafio de toda a exploração espacial”.
Para começar, o foguete que colocou a sonda no espaço foi lançado na direção oposta ao movimento de translação da Terra. Mas não era suficiente. É então usada a “assistência gravitacional” do planeta Vénus. A sonda passa junto a Vénus, e a atração deste planeta diminui-lhe a velocidade e desvia um pouco a trajetória.
E isto vai acontecer sete vezes ao longo da missão. Com esta técnica, a Sonda Parker passará 24 vezes na proximidade do Sol, cada vez mais perto deste.
Na última órbita, prevê-se que a sonda atinja no periélio a velocidade de duzentos mil quilómetros por segundo – como ir de Lisboa ao Porto em segundo e meio.
Os objetivos científicos
A Sonda Solar Parker tem três objetivos científicos:
• Identificar o fluxo de energia que aquece a coroa solar e acelera o vento solar;
• Determinar a estrutura e dinâmica do plasma e do campo magnético que estão na origem do vento solar;
• Estudar os mecanismos que aceleram e transportam as partículas energéticas.
Instrumentação a bordo
Para alcançar os objetivos propostos, a Sonda Parker inclui quatro conjuntos de instrumentos, projetados e construídos para suportar as duras condições de radiação e temperatura a que estão sujeitos.
FIELDS
Electromagnetic Fields Investigation - Este conjunto é constituído por cinco antenas que medem o campo elétrico variável na atmosfera solar e três magnetómetros que medem o campo magnético e suas flutuações. Foi projetado, construído e é operado pela Universidade da Califórnia, Berkeley.
WISPR
O Wide-Field Imager for Solar Probe regista imagens das estruturas de grande escala da coroa e do vento solar, ejetadas a partir do Sol. São usadas duas câmaras com lentes e sensores especialmente resistentes à radiação e poeiras. Este instrumento foi desenvolvido pelo Naval Research Laboratory em Washington, D.C.
SWEAP
Solar Wind Electrons Alphas and Protons - Este conjunto de instrumentos conta as partículas mais abundantes no vento solar - eletrões, protões e iões de hélio - e mede propriedades como a velocidade, densidade e temperatura. Foi construído pelo Smithsonian Astrophysical Observatory em Cambridge, Massachusetts, e pela Universidade da Califórnia, Berkeley, e é operado conjuntamente pelas duas instituições.
ISʘIS
Integrated Science Investigation of the Sun — ISʘIS, lê-se “i-sis” e inclui o símbolo do Sol no seu acrónimo. Inclui dois instrumentos que medem o espetro de eletrões e iões e identificam carbono, oxigénio, néon, magnésio, silício, ferro e dois isótopos de hélio, He-3 e He-4. Operado pela Universidade de Princeton, foi construído pelo Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, Maryland e pelo Caltech, Califórnia, com contribuições de outras instituições.
O futuro da missão
Durante os seis anos e 11 meses de duração da missão, a Sonda Parker vai passar 24 vezes próximo do Sol, diminuindo a distância ao Sol em cada passagem, intercaladas por sete passagens na proximidade de Vénus. Nas últimas órbitas a sonda passará a 6,2 milhões de quilómetros do Sol (para comparação Mercúrio dista do Sol entre 46 e 70 milhões de quilómetros) com um período orbital de 88 dias. Para saber onde se encontra neste momento a Sonda Parker, aceda a este link.
Nota Final
A Sonda Solar Parker transporta a bordo um cartão de memória com mais de um milhão de nomes de pessoas que se inscreveram em resposta a um apelo da NASA. É interessante pensar que enquanto este produto do engenho humano procura saber mais sobre a estrela a que se deve a vida na Terra, somos passageiros (embora virtuais) desta viagem de milhões de quilómetros.
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