ESA e NASA preparam observatório LISA para testar teoria de Einstein

A Agência Espacial Europeia (ESA), em cooperação com a NASA, avançou no desenvolvimento dos sistemas da missão Laser Interferometer Space Antenna (LISA), o primeiro observatório espacial concebido para captar ondas gravitacionais de baixa frequência. A confirmação das etapas técnicas ocorreu na terça-feira (22), em coordenação entre as equipes de Paris e Washington, mantendo o cronograma voltado a testar previsões fundamentais da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.

O projeto consiste em uma estrutura triangular formada por três espaçonaves idênticas posicionadas a uma distância de 2,5 milhões de quilômetros umas das outras. De acordo com os cientistas responsáveis pela iniciativa, esse arranjo permitirá identificar oscilações milimétricas na malha do espaço-tempo que instrumentos terrestres não conseguem registrar devido às vibrações sísmicas da Terra.

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Como funciona a estrutura de satélites no espaço?

O observatório operará em uma órbita heliocêntrica ao redor do Sol, acompanhando a Terra a uma distância de aproximadamente 50 milhões de quilômetros. Em cada vértice desse triângulo imaginário, uma espaçonave emitirá feixes contínuos de laser para as outras duas, monitorando cubos de teste mantidos em queda livre no interior das naves. Esse método de medição ótica foi projetado para registrar alterações de distância menores do que o diâmetro de um átomo de hidrogênio entre as massas flutuantes.

A cientista-chefe de projeto da missão LISA na ESA, Nora Lützgendorf, explicou a necessidade de transferir a medição para fora do ambiente terrestre. Em tradução livre, ela declarou que o LISA é uma iniciativa que nunca foi tentada antes, lembrando que a instrumentação terrestre usa feixes de laser ao longo de vários quilômetros e consegue detectar ondas vindas de eventos com objetos do tamanho de estrelas, como explosões de supernovas ou fusões de estrelas hiperdensas e buracos negros de massa estelar. Ela afirmou que, para expandir a fronteira dos estudos gravitacionais, é preciso ir para o espaço.

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Diferente de instalações em solo como o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), nos Estados Unidos, e o Virgo, na Itália, o complexo espacial conseguirá analisar vibrações na faixa de frequência de 0,1 mili-Hertz a 1 Hertz. Esse espectro capta fenômenos em escala cósmica ampla, como a fusão entre buracos negros supermassivos localizados no centro de galáxias distantes e a movimentação orbital de sistemas binários densos espalhados pela Via Láctea.

Um século de evolução desde as previsões teóricas

A formulação teórica que embasa o observatório teve início em 1 de janeiro de 1916, quando Albert Einstein postulou a existência de ondulações no tecido do espaço-tempo geradas por corpos massivos acelerados. Durante quase um século, essas ondas permaneceram apenas como conceito matemático, até a primeira detecção direta realizada por observatórios terrestres em 14 de setembro de 2015, quando instrumentos confirmaram a passagem de sinais provocados pela colisão de dois buracos negros estelares.

Para assegurar a viabilidade técnica de isolar massas em órbita, a ESA lançou em 3 de dezembro de 2015 a missão precursora LISA Pathfinder. Operado entre 2015 e 2017, o satélite de testes comprovou que era possível manter corpos de prova protegidos de forças externas, como ventos solares e pressão de radiação térmica, validando os parâmetros mecânicos fundamentais exigidos pelo projeto definitivo.

O avanço institucional ocorreu em etapas programáticas detalhadas:

• 25 de janeiro de 2024: o Comitê do Programa de Ciência da ESA formalizou a aprovação final e autorizou o início da construção da missão LISA;
• 17 de junho de 2025: a ESA assinou o acordo com o consórcio industrial OHB System AG para a integração física e engenharia dos veículos espaciais;
• 1 de janeiro de 2035: abertura da janela estimada para a viagem dos três veículos rumo ao espaço.

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Cronograma de lançamento e operação científica

O diretor do Instituto Max Planck de Física Gravitacional, Karsten Danzmann, avaliou o alcance da infraestrutura planejada. Em declaração divulgada pelas equipes do projeto, Danzmann afirmou, em tradução livre, que a missão LISA será uma iniciativa de descoberta e dará à comunidade científica uma visão completamente nova sobre o universo.

O envio dos três satélites está agendado para o ano de 2035, a bordo de um único foguete Ariane 6 a partir do Centro Espacial de Kourou, na Guiana Francesa. A missão prevê um período de 4,5 anos dedicado exclusivamente às operações científicas primárias, com acompanhamento de dados por equipes na Europa e nos Estados Unidos.

A divisão orçamentária final e eventuais substituições contratuais entre instrumentos fornecidos pela NASA e pela indústria europeia permanecem sujeitas a ajustes orçamentários futuros no Congresso dos Estados Unidos. As equipes de engenharia seguem o cronograma de construção das peças de voo para cumprir os testes de bancada previstos antes da montagem final das espaçonaves.