terça-feira, 31 de agosto de 2010

Conheça a sonda espacial Kepler

A sonda Kepler consiste em um observatório espacial projetado pela NASA que deverá procurar por planetas extrasolares. Para esta finalidade, a sonda deverá observar as 100 000 estrelas mais brilhantes do céu por um período de quatro anos, a fim de detectar alguma ocultação periódica de uma estrela por um de seus planetas.

Kepler não deverá permanecer em órbita da Terra, mas sim em uma órbita de perseguição à órbita solar da Terra, a fim de que a Terra não oculte estrelas que estejam sendo observadas pelo observatório, além de este ficar distante das luzes da Terra. O observatório foi lançado em 6 de março de 2009.

A sonda tem uma massa estimada de 995 kg, e seu principal instrumento é um fotômetro de 0,95 metro de diâmetro. Ele tem um campo de visão aproximado de dois punhos fechados, na distância de um braço esticado. Deverá bater uma foto a cada três segundos e deverá custar em torno de 467 milhões de dolares.

A sonda Kepler está atualmente em operação. Os primeiros resultados principais foram anunciados em 4 de janeiro de 2010, estudos realizados na Terra sobre os dados das primeiras seis semanas, revelam cinco planetas antes desconhecidos, todos bem próximos de suas estrelas, um do tamanho próximo ao de Netuno e quatro do tamanho de Júpiter. Um deles, Kepler-7b é o planeta menos denso descoberto até agora.

Objetivos científicos da missão

O objetivo da missão é explorar a estrutura e a diversidade dos sistemas planetários. Para atingir este objetivo, um grande número de estrelas deverão ser observadas. Esta missão vai procurar:

  1. Determinar quantos planetas do tipo da Terra e de grandes planetas existem nas proximidades da região habitável de um amplo espectro variável de estrelas.
  2. Determinar o tamanho das órbitas deste planetas.
  3. Estimar quantos planetas existem em sistemas de múltiplas estrela.
  4. Determinar o tamanho e o tipo da órbita, brilho, tamanho, massa e densidade dos planetas gigantes de período curto.
  5. Identificar membros adicionais a cada descoberta de um sistema planetário, fazendo o uso de outras técnicas.
  6. Determinar as propriedades das estrelas que hospedam sistemas planetários.

A missão Kepler foi designada a testar as seguintes hipóteses::

A maioria das estrelas como o Sol tem planetas como a Terra, dentro ou próximo da região habitável.
Uma média de dois planetas do tamanho da Terra situados a uma distância entre 0,5 e 1,5 UA, baseado no nosso Sistema Solar e nas teorias de Wetherill (1996).

A missão Kepler também fornecerá dados para futuras missões da NASA semelhantes como a missão Space Interferometry Mission (SIM) e a missão Terrestrial Planet Finder (TPF), pois ela permitirá que:

Sejam identificadas estrelas que tenham características comuns e que possam ser hospedeiras de planetas, e assim submetê-las a uma pesquisa mais profunda.
Seja definido o volume de espaço necessário a ser pesquisado, otimizando a pesquisa.
a futura sonda SIM seja apontada para os sistemas estelares dos quais já se saiba que tenham planetas do tipo da Terra em suas órbitas.

Método de detecção de um planeta extrassolar

Desenho esquemático do fotômetro

Quando um planeta passa na frente de uma estrela vista de um observador, este evento é denominado de trânsito. O trânsito de planetas terrestres produzem um pequena alteração no brilho de uma estrela, em torno de 1/10 000 (100 partes por milhão, ppm), por um período de 2 até 16 horas. Esta alteração deve ser absolutamente periódica se for causada por um planeta. Adicionalmente, sabe-se que todo trânsito produzido por um mesmo planeta deverá produzir a mesma alteração no brilho de uma estrela, no mesmo intervalo de tempo.

O tamanho da órbita e a dimensão do planeta poderão ser calculados a partir do seu período (quanto tempo um planeta leva para orbitar uma vez ao redor da estrela) e do nível de alteração do brilho, quando em trânsito (quanto o brilho de uma estrela enfraquece). Do tamanho da órbita do planeta e da temperatura da estrela poderão ser avaliadas as características da temperatura do planeta.

Um instrumento do Observatório Kepler em especial, o seu telescópio de 0,95 metro de diâmetro, denominado de fotômetro, ou medidor de luz, é o principal responsável por estas medições acima descritas. Ele tem um grande campo de visão e poderá continuamente e simultaneamente monitorar o brilho de mais de 100 mil estrelas por todo o período da missão, que é de quatro anos.

Um planeta em trânsito, visto do nosso sistema solar, tem a sua órbita alinhada em nossa direção. O alinhamento deverá ser menos crítico para planetas que orbitem próximo de suas estrelas. A probabilidade de que as órbitas estejam perfeitamente alinhadas será algo em torno de 0,5%.

Um fotômetro bastante confiável deve estar baseado no espaço, para conseguir obter maior precisão em suas leituras sem sofrer as interrupções causadas pela variação do dia-noite e pelas perturbações atmosféricas que os observatórios situados na Terra estão sujeitos a sofrer.

Resultados esperados

Baseado no que foi acima apresentado e admitindo que seja comum a existência de planetas orbitando em torno de estrela, assim como no caso de nosso Sol, espera-se que sejam detectados os seguintes dados:

De planetas que transitem a sua estrela:

  • Cerca de 50 planetas que tenham a mesmo tamanho da Terra (Raio=R~1,0 Rt=Raio da Terra),
  • Cerca de 185 planetas que tenham o tamanho R~1,3 Rt,
  • Cerca de 640 planetas que tenham o tamanho R~2,2 Rt,
  • Cerca de 12% de sistemas que tenham dois ou mais planetas.

De planetas gigantes que transitem por sua estrela:

  • Cerca de 870 planetas com período de menos de uma semana.

É esperado que a detecção de planetas gigantes de período curto deverá ocorrer logo nas primeiras semanas da missão.

Sobre o observatório

  • É uma nave espacial que serve de base para um fotômetro de 0,95 metros de abertura
  • Espelho primário: reflexão de cerca de 85% da luz incidente.
  • Detector: 42 unidades de CCDs, medindo 2200x1024 pixels
  • Massa estimada da sonda: 955 kg
  • Energia estimada a ser gerada: 527 W

Características da missão


Trajetória do Observatório Kepler



  • Veículo lançador: foguete Delta II modelo D2925-10L.
  • Tipo de órbita: heliocêntrica em torno da Terra.
  • Centro de controle da missão: Universidade do Colorado. (LASP)
  • Telemetria: executada pela Deep Space Network.
  • Rotina de contacto com a sonda: a cada 4 ou 5 dias.
  • Monitoração sistemática de cerca de 100 mil estrelas.
  • Tempo de duração da missão: 4 anos.

A missão Kepler é uma missão pertencente ao programa de exploração espacial da NASA denominado de Programa Discovery. É um programa científico que estabeleceu metas para o desenvolvimento de missões de baixo custo para a pesquisa espacial.


Fonte:
http://pt.wikipedia.org

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