O "Sistema de Posicionamento Cósmico" da NASA: Uma Proposta Audaciosa para Resolver a Tensão de Hubble

Estados Unidos - Agência de Notícias Ekhbary

O "Sistema de Posicionamento Cósmico" da NASA: Uma Proposta Audace para Resolver a Tensão de Hubble

A cosmologia, o estudo da origem, evolução e estrutura em larga escala do universo, está atualmente a debater-se com um enigma significativo conhecido como a "Tensão de Hubble". Esta discrepância surge de medições conflituantes da taxa de expansão do universo, quantificada pela constante de Hubble. Enquanto as observações da radiação cósmica de fundo de micro-ondas (CMB) sugerem um valor de aproximadamente 67,4 km/s/Mpc, medições independentes usando velas padrão como estrelas variáveis Cefeidas e supernovas produzem um valor mais alto, mais próximo de 73 km/s/Mpc. Esta diferença persistente desafia os nossos modelos cosmológicos fundamentais e afeta a nossa compreensão das distâncias cósmicas e da idade do universo.

Na busca por soluções inovadoras, o Instituto de Conceitos Avançados da NASA (NIAC) publicou um relatório da Fase I detalhando uma proposta revolucionária: o Sistema de Posicionamento Cósmico (CPS). Este conceito ambicioso prevê uma rede de cinco satélites sofisticados posicionados estrategicamente nas regiões exteriores do sistema solar. O objetivo principal do CPS é estabelecer um método sem precedentes para medir distâncias cósmicas, oferecendo assim uma solução potencial para a Tensão de Hubble.

O princípio operacional do CPS inspira-se na tecnologia GPS terrestre, mas é ampliado para magnitudes astronómicas. Estes cinco satélites seriam espaçados com uma linha de base significativa, variando de 20 a 100 Unidades Astronómicas (AU) – distâncias que excedem em muito a distância entre a Terra e o Sol. Utilizando técnicas semelhantes à triangulação, o sistema medirá com precisão o tempo que os sinais, como os fotões, levam para viajar entre os satélites. Com linhas de base suficientemente longas e mecanismos de temporização extremamente precisos, o CPS permitiria medições diretas e precisas de distâncias a objetos celestes distantes, fornecendo uma verificação independente crucial das medições cosmológicas existentes.

Os desafios de engenharia associados à implantação e operação de tal sistema são consideráveis. Cada satélite exigiria uma enorme antena desdobrável, com um diâmetro entre 8 e 9 metros, uma vez que as atuais carenagens de foguetes não conseguem acomodar tais estruturas grandes. Embora as antenas de rádio não exijam a mesma precisão de superfície dos instrumentos óticos ou infravermelhos, necessitam de temperaturas operacionais extremamente baixas, estimadas em cerca de 20 Kelvin (-253°C ou -423°F), para minimizar o ruído térmico. Embora as vastas distâncias do Sol no sistema solar exterior ajudem no arrefecimento passivo, os sistemas de arrefecimento ativo podem ser indispensáveis.

Um componente crítico do CPS é o seu sistema de temporização. A equipa do projeto propõe a utilização de uma versão miniaturizada e energeticamente eficiente do Deep Space Atomic Clock da NASA, que tem experiência de voo prévia. Dada a energia solar limitada disponível no sistema solar exterior, a gestão de energia é primordial. Geradores Termoelétricos de Radioisótopos (RTGs) serão provavelmente necessários para complementar a energia, permitindo o uso de conversores analógico-digital de alta velocidade para capturar a largura de banda total do sinal antes da transmissão para a Terra.

Além do seu objetivo principal de resolver a Tensão de Hubble, o CPS oferece uma plataforma versátil para uma série de investigações científicas secundárias. Os investigadores poderiam potencialmente explorar a distribuição e a "granulosidade" da matéria escura observando subtis distorções em Fast Radio Bursts (FRBs). O sistema também pode ser capaz de detetar ondas gravitacionais de frequência ultra-baixa, incluindo aquelas geradas pela fusão de buracos negros supermassivos binários. Além disso, medições precisas da influência gravitacional dos próprios satélites poderiam fornecer informações sobre a distribuição de massa dentro do Cinturão de Kuiper e potencialmente ajudar a validar a existência do hipotético "Planeta 9".

É importante moderar as expectativas, pois o papel do NIAC é avaliar conceitos de ponta e nem todas as propostas são bem-sucedidas. O CPS ainda não obteve financiamento adicional e o seu desenvolvimento futuro permanece incerto. No entanto, o relatório estabelece a viabilidade operacional do conceito, assumindo que certos obstáculos tecnológicos sejam superados. Este plano conceitual representa um passo significativo, demonstrando que um sistema tão ambicioso é, pelo menos no papel, alcançável e pode revolucionar a nossa compreensão do cosmos.

Agência de Notícias Ekhbary