Darwin (nave espacial) - Darwin (spacecraft)

Darwin foi uma sugestão da missão Cornerstone da ESA , que teria envolvido uma constelação de quatro a nove espaçonaves projetadas para detectar diretamente planetas semelhantes à Terra orbitando estrelas próximas e procurar evidências de vida nesses planetas . O projeto mais recente previa três telescópios espaciais de vôo livre , cada um com três a quatro metros de diâmetro, voando em formação como um interferômetro astronômico . Esses telescópios deveriam redirecionar a luz de estrelas e planetas distantes para uma quarta espaçonave, que conteria o combinador de feixes, espectrômetros e câmeras para o interferômetro , e que também atuaria como um centro de comunicações. Havia também um projeto anterior, chamado de "configuração Robin Laurance", que incluía seis telescópios de 1,5 metros, uma espaçonave combinadora de feixe e uma espaçonave de energia e comunicação separada.

O estudo desta missão proposta terminou em 2007 sem outras atividades planejadas. Para produzir uma imagem, os telescópios teriam que operar em formação com distâncias entre os telescópios controladas em alguns micrômetros, e a distância entre os telescópios e o receptor controlada em cerca de um nanômetro. Vários estudos mais detalhados teriam sido necessários para determinar se a tecnologia capaz de tal precisão é realmente viável.

Conceito

Os telescópios espaciais deveriam observar na parte infravermelha do espectro eletromagnético . Além de estudar planetas extrasolares , os telescópios provavelmente teriam sido úteis para imagens de propósito geral, produzindo imagens infravermelhas de alta resolução (ou seja, miliarcsegundos ), permitindo o estudo detalhado de uma variedade de processos astrofísicos.

A região infravermelha foi escolhida porque no espectro visível um planeta semelhante à Terra é ofuscado por sua estrela por um fator de um bilhão . No entanto, no infravermelho, a diferença é menor em algumas ordens de magnitude. De acordo com um boletim da ESA de 2000, todos os componentes da espaçonave no caminho óptico teriam que ser resfriados passivamente a 40 kelvins para permitir que as observações infravermelhas ocorressem.

A busca de planetas teria usado uma configuração de interferômetro de anulação . Nesse sistema, mudanças de fase seriam introduzidas nos três feixes, de modo que a luz da estrela central sofresse interferência destrutiva e se cancelasse. No entanto, a luz de quaisquer planetas em órbita não se cancelaria, pois os planetas são ligeiramente deslocados da posição da estrela. Isso permitiria que os planetas fossem detectados, apesar do sinal muito mais brilhante da estrela.

Para detecção de planetas, os telescópios operariam em modo de imagem. A detecção de um planeta semelhante à Terra exigiria cerca de 10 horas de observação no total, espalhadas por vários meses. Esperava-se que um projeto de 2002 que usaria espelhos de 1,5 metros levasse cerca de 100 horas para obter um espectro de um planeta possivelmente semelhante à Terra.

Se a espaçonave Darwin detectasse um planeta adequado, um estudo mais detalhado de sua atmosfera teria sido feito tomando um espectro infravermelho do planeta. Ao analisar esse espectro, a química da atmosfera poderia ser determinada, e isso poderia fornecer evidências para a vida no planeta. A presença de oxigênio e vapor d'água na atmosfera pode ser evidência de vida. O oxigênio é muito reativo, portanto, se houver grandes quantidades de oxigênio na atmosfera de um planeta, algum processo, como a fotossíntese, deve produzi-lo continuamente.

A presença de oxigênio por si só, no entanto, não é uma evidência conclusiva para a vida. A lua de Júpiter, Europa , por exemplo, tem uma tênue atmosfera de oxigênio que se acredita ser produzida por radiólise de moléculas de água . Simulações numéricas mostraram que, sob condições adequadas, é possível construir uma atmosfera de oxigênio por meio da fotólise de dióxido de carbono . A fotólise do vapor d'água e do dióxido de carbono produz íons hidroxila e oxigênio atômico, respectivamente, e estes, por sua vez, produzem oxigênio em pequenas concentrações, com o hidrogênio escapando para o espaço. Quando o O ₂ é produzido pela fotólise de H ₂ O em grandes altitudes, compostos hidrogenados como H ⁺ , OH ^- e H ₂ O são produzidos, os quais atacam o O _{3 de} maneira muito eficiente e evitam seu acúmulo. A única maneira conhecida de ter uma quantidade significativa de O ₃ na atmosfera é que o O ₂ seja produzido em baixas altitudes, por exemplo, por fotossíntese biológica, e que pouco H ₂ O chegue a grandes altitudes onde os raios ultravioleta estão presentes. Para planetas terrestres, a presença simultânea de O ₃ , H ₂ O e CO ₂ na atmosfera parece ser uma bioassinatura confiável, e a espaçonave Darwin seria capaz de detectar esses componentes atmosféricos.

Planetas candidatos

O planeta Gliese 581 d , descoberto em 2007, foi considerado um bom candidato para o projeto Darwin. Ele orbita dentro da zona habitável teórica de sua estrela, e os cientistas supõem que as condições no planeta podem ser propícias para sustentar a vida.

Iniciativas semelhantes

A versão interferométrico da NASA 's Terrestrial Planet Finder missão é similar ao conceito de Darwin e também tem fins científicos muito semelhantes. De acordo com a documentação do orçamento de 2007 da NASA, divulgada em 6 de fevereiro de 2006, o projeto foi adiado indefinidamente e, em junho de 2011, o projeto foi relatado como cancelado. Antoine Labeyrie propôs um interferômetro astronômico baseado no espaço muito maior, semelhante a Darwin, mas com os telescópios individuais posicionados em um arranjo esférico e com ênfase em imagens interferométricas . Este projeto de Hypertelescope seria muito mais caro e complexo do que as missões Darwin e TPF, envolvendo muitas grandes espaçonaves de vôo livre.

Referências

links externos

• Darwin: estudo encerrado, nenhuma outra atividade planejada
• Missão Espacial Exoplaneta DARWIN