A MISSÃO COROT: "DO INTERIOR DAS
ESTRELAS AOS PLANETAS HABITÁVEIS"A PARTICIPAÇÃO BRASILEIRA
1. Introdução: O Satélite COROT - A Participação Brasileira
O satélite COROT faz parte do programa de pequenos satélites da agência espacial francesa CNES. Com peso total de 600 kg, ele utilizará uma plataforma PROTEUS (CNES-Alcatel) de órbita baixa (850 km), com lançamento previsto para o início de 2005 numa missão de três anos.
A carga útil é composta de um telescópio afocal de 270 mm, uma câmera de grande campo (~10° de raio, no céu), equipada com quatro detectores CCD (2048 x 2048 pixels) e eletrônica de controle, processamento e transmissão de dados. O satélite mede 4,20 x 2,00 metros aproximadamente. Será colocado numa órbita inercial polar, que permite a observação de zonas do céu livres de eclipses pela terra por cerca de 150 dias ininterruptos, constituindo isso um dos grandes trunfos do experimento. Participam atualmente da missão laboratórios franceses e de vários países europeus, contribuindo para a carga útil ou para o segmento solo.
O satélite é dedicado à sismologia estelar (análise de pulsações não-radiais das estrelas) e à procura de exoplanetas. Para isso, o experimento fará fotometria estelar de altíssima precisão (D F/F ~10-6), que aliada a longos períodos de medidas em cada região do céu, permitirá atingir-se a resolução em frequência de 0,1m Hz, e detectar-se, pela primeira vez na história da Humanidade, planetas do tamanho da Terra, passando em frente aos respectivos discos estelares.
Além de vários centros de pesquisa franceses, participam da missão espacial COROT A ESA, a DASA, o Research Space Science Departement do ESTEC (Holanda) e laboratórios científicos dos seguintes países europeus: Alemanha, Áustria, Bélgica, Espanha e Itália.
Maiores detalhes sobre a missão podem ser obtidos no endereço http://www.astrsp-mrs.fr/projets/corot/pagecorot.html.
1.1. A participação brasileira na missão COROT
Cientistas brasileiros foram convidados a se engajar nessa missão espacial pelos responsáveis científicos franceses no final de 1999. Um comitê COROT-Brasil foi então criado, reunindo astrônomos de diversos centros de pesquisa do país interessados no projeto. Membros desse comitê participaram desde então das principais reuniões científicas envolvendo o satélite.
O CNES convidou oficialmente a Agência Espacial Brasileira a participar da missão COROT em 19 de outubro de 2001, através de carta endereçada por seu Diretor-Geral, Dr. Gérard Brachet ao presidente da AEB, Dr. Múcio Roberto Dias, que acolheu favoravelmente o convite e sugeriu em sua resposta ao Dr. Brachet, a vinda de uma missão técnica francesa ao Brasil para discutir detalhes dessa futura cooperação.
O Comitê COROT-Brasil promoveu então a realização de uma reunião bi-lateral técnico-científica sobre o assunto, com representantes da AEB (Dr. Carlos Santana), CNES, MCT/INPE e da comunidade astronômica brasileira (cf. Anexo II). Essa reunião foi organizada em 15-16 de abril último no INPE (SJC) pela CRI, por iniciativa do Dr. Odylio Denys de Aguiar. Nessa reunião, engenheiros e cientistas franceses da equipe COROT apresentaram os diversos aspectos da missão; O Dr. Himilcon Carvalho (SCE-INPE) discorreu sobre as características da Estação de Natal e suas condições para recepção dos dados do satélite e os cientistas brasileiros apresentaram programas de pesquisa utilizando observações com COROT.
Nessa ocasião, a equipe COROT apresentou oficialmente uma proposta sobre a participação brasileira na missão. Ela compreende:
a) a utilização da Estação do INPE de Natal, que permitirá aumentar em quase 100% a capacidade de coleta de dados;
b) a participação de até 5 engenheiros/cientistas brasileiros na elaboração de "software" de calibração, correção instrumental e redução de dados;
c) a participação de cientistas brasileiros nos grupos de trabalho para definição, observação e análise preparatória das estrelas que serão observadas na missão.
O presente documento tem por finalidade apresentar à Agência Espacial Brasileira uma solicitação formal de participação do país na missão espacial Corot.
1.2. Os objetivos científicos de COROT
O estudo físico das estrelas e de suas atmosferas sofreu avanços consideráveis somente a partir dos anos trinta, quando nossos conhecimentos sobre a estrutura e evolução estelares começaram a progredir significativamente. Contudo, apesar de ser o Sol a estrela mais próxima de nós, apenas nas últimas duas décadas pudemos estudar com precisão algumas das características físicas de seu interior. Isso ocorreu graças à descoberta de pulsações não-radiais (pnr) observadas na fotosfera solar como um rico espectro de oscilações com períodos em torno de 5 minutos. A proximidade dessa estrela permitiu a identificação de quase 10 milhões de modos de pnr em sua superfície. As frequências dessas oscilações são determinadas pela física da cavidade onde elas se propagam (isto é, o interior da estrela), da mesma maneira que as frequências sonoras estacionárias que se formam no tubo de um instrumento musical dependem das características físicas desse tubo. Através da inversão dos dados (frequências observadas e sua distribuição no espaço de Fourier) pode-se deduzir as propriedades do interior das estrelas.
Os terremotos (ou sismos) terrestres são causados por pnr propagando-se no interior da Terra, e os geofísicos/sismólogos as utilizam para estudar a estrutura de nosso planeta. De maneira semelhante, nas estrelas, as pnr provocam os estelemotos, que nos fornecem informações preciosas e detalhadas sobre a estrutura estelar. A análise sismológica atua como uma espécie de telescópio que permite "enxergar" o interior dos astros.
É fundamental estender-se os estudos sismológicos realizados com o Sol para os mais variados tipos de estrelas, pois assim avançaremos de maneira significativa em nossos conhecimentos sobre a estrutura e evolução estelares. O experimento COROT foi idealizado para permitir esses estudos, através de medidas fotométricas de altíssima precisão, que permitirão alcançar a resolução em frequência de 0,1 m Hz.
A precisão fotométrica permitirá também detectar-se a pequena atenuação luminosa causada pela passagem de um planeta extra-solar em frente à sua estrela central. A precisão inédita atingida pelo instrumento do COROT será suficiente para se descobrir pela primeira vez planetas de tipo telúrico, localizados na zona habitável (entre 200 e 600 ° K) dos sistemas extra-solares.
Cerca de 100 estrelas serão estudadas no programa sismológico e 60.000, no programa exoplanetas, prevendo-se que serão descobertos centenas de grandes planetas (tipo Júpiter) e algumas dezenas de Terras. Excusado dizer o entusiasmo que esse tipo de resultado científico causará no grande público!
Existe naturalmente um grande número de aplicações dos dados do satélite além dos estudos sismológicos e da procura de exoplanetas. Programas científicos inéditos poderão ser realizados, utilizando análises de variações fotométricas das estrelas ao longo de 150 dias ininterruptos, impossíveis de se obter da superfície da terra. Alguns deles, propostos pela comunidade astronômica brasileira, estão descritos na seção II abaixo.
Finalmente, vale lembrar que estudaremos com a missão COROT estrelas mais novas e mais velhas do que o Sol, com precisão jamais alcançada, o que nos permitirá estudar pela primeira vez em detalhe a evolução de certos fenômenos solares. Isso nos fará naturalmente avançar no estudo temporal de algumas questões fundamentais nas relações Terra-Sol.