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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.
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- 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.
