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Como naves espaciais conseguem enviar fotos do espaço distante

Missão New Horizons quebrou recorde de imagem mais distante enviada à Terra; tecnologia que permite envio é corriqueira

    A mancha amarela rodeada de verde ocupa o centro da imagem contra um fundo roxo-azulado. São objetos do Cinturão de Kuiper capturados pela câmera telescópica da nave americana New Horizons. Trata-se do registro mais distante da Terra já feito: 6,06 bilhões de quilômetros separam o alvo da foto do nosso planeta.

     

    As imagens foram conseguidas pela New Horizons em dezembro de 2017 e colorizadas posteriormente pela Nasa, a agência espacial americana. Além do recorde de distância, tratam-se dos registros mais próximos já realizados de objetos do Cinturão de Kuiper, anel que circunda nosso Sistema Solar e que acredita-se ser composto de cometas, planetas-anões e asteroides.

    Lançada em janeiro de 2006, a nave New Horizons é pioneira em outros aspectos. É a mais rápida a ter como influência gravitacional o planeta Terra, viajando a uma velocidade de 1,1 milhão de quilômetros por dia. E a primeira a sobrevoar o planeta-anão Plutão, em 2015.

     

    A espaçonave também foi responsável pela segunda imagem mais distante da Terra já feita: um aglomerado estelar chamado de “Poço dos desejos”. No Cinturão de Kuiper, a missão irá estudar ainda outros objetos, como planetas-anões e pequenos corpos celestes chamados centauros.

    A New Horizons deve hibernar até 4 de junho. Depois, seguirá para sua próxima missão: aproximar-se do objeto MU69, do Cinturão de Kuiper, cuja órbita se situa a 1,6 bilhão de quilômetros de Plutão.

    Com isso, astrônomos poderão saber mais sobre uma região que era desconhecida há apenas uma década. “As [naves americanas] Voyagers e Pioneers voaram através do Cinturão de Kuiper em uma época que nem sabíamos que essa região existia”, disse Jim Green, diretor da Divisão de Ciência Planetária da Nasa, ao site da agência espacial americana.

    Como as imagens chegam do espaço

    Parece espetacular que uma imagem consiga ser enviada a uma distância que equivale a 8 mil viagens de ida e volta à Lua (ou 473 mil voltas ao mundo). E é. Mas a tecnologia que permite isso é bastante corriqueira, a mesma usada para enviar imagens para televisores ou dados para celulares: a transmissão por ondas de rádio.

    As transmissões de e para o espaço são realizadas entre 30 megahertz e 30 gigahertz. Abaixo de 30 megahertz, sinais são absorvidos e refletidos pela ionosfera, a parte superior da atmosfera terrestre. Na outra ponta, ir além de 30 gigahertz significa ter os sinais de rádio absorvidos por conta do oxigênio e vapor d’água. Cada país tem disponível uma faixa de rádio para uso de seus satélites e naves.

     

    Na Terra, os sinais são captados por radiotelescópios, potentes antenas voltadas para o céu. A Nasa usa a chamada Deep Space Network (“rede do espaço profundo”, em tradução livre), trio de radiotelescópios que chama de “sistema de telecomunicações mais sensível do mundo”. Um fica em Goldstone, nos Estados Unidos; outro em Madri, na Espanha, e o terceiro em Canberra, na Austrália. As superantenas ficam a cerca de 120 graus de longitude uma da outra.

    A câmera digital Lorri (acrônimo em inglês para “realizador de imagem de reconhecimento de longo alcance”, em tradução livre), acoplada à New Horizons, capta imagens de um objeto. A mesma imagem é captada por filtros de cores diferentes, o que depois possibilita a montagem de imagens coloridas. Todas as informações do registro são convertidas em dados, que são mandados à Terra via rádio.

     

    A primeira missão da Nasa a levar uma câmera CCD, ou seja, com sensor para capturar imagens e converter em dados, foi a Galileo, lançada em 1989. Antes disso, a maior parte das espaçonaves americanas usava uma câmera de televisão vidicon, de tubo, e com sistema de transmissão de imagem via rádio chamado slow-scan (em português, televisão de varredura lenta), em que a imagem é analisada linha a linha.

    A clássica imagem “pale blue dot”, ou “pálido ponto azul”, feita pela Voyager 1 em 1990, foi enviada com a tecnologia slow-scan. Este registro da Terra, feito a 6 bilhões de quilômetros de distância, mostra o planeta do tamanho de um grão. Neste caso, os sinais viajaram na velocidade da luz por cerca de cinco horas e meia até chegar à Terra.

     

    A primeira imagem feita do “espaço” foi realizada em 1946, quando cientistas colocaram uma câmera “de carona” em um míssil alemão V-2 lançado pelos Estados Unidos. Protegido por um recipiente de aço, o equipamento logrou registrar uma imagem que mostra a curvatura da Terra a cerca de 100 quilômetros de altura.

    Mas foram os soviéticos os primeiros a instalarem câmeras em naves espaciais. Fotografias pioneiras do lado oculto da Lua, da superfície lunar e de Vênus foram conseguidas pelas missões russas.

    Para missões mais distantes, que requeriam imagens de objetos remotos, os cientistas soviéticos abandonavam as câmeras de televisão vidicon, por sua baixa resolução, e optaram por usar equipamentos de maior precisão, entre fotômetros e câmeras com filme fotográfico.

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