Este artigo foi publicado originalmente em conversa. A publicação contribuiu com este artigo para Space.com Vozes de especialistas: colunas e insights.
Depois de uma série de fracassos dramáticos enorme foguete de nave estelar de tecnologias de exploração espacial corp. Existe um O teste foi totalmente bem sucedido 13 de outubro de 2025. Com mais alguns voos de teste, a SpaceX planeja lançá-lo em órbita.
Embora estes voos bem-sucedidos sejam notícias entusiasmantes para futuras missões à Lua e a outros planetas, tenho discutiu durante vários anos Esses foguetes superpesados Ainda pode ser melhorado Minha própria profissão – astronomia – o estudo de estrelas e galáxias vai muito além do nosso escopo sistema solar – Alcance novos patamares.
tenha uma visão de longo prazo
Por que eu digo isso? A astronomia requer espaço. Voar pela atmosfera permite que os telescópios detectem mais espectro eletromagnético do que apenas a luz visível. Nessas altitudes, os telescópios podem detectar comprimentos de onda de luz mais longos e mais curtos que, de outra forma, seriam bloqueados. Atmosfera da Terra.
Para entender como isso enriquece a astronomia, imagine ouvir alguém tocando piano, mas tocando apenas uma oitava. A música soaria mais rica se usassem um teclado completo.
Com um espectro mais amplo, os astrônomos podem ver objetos no céu que são muito mais frios que as estrelas, mas também objetos que são muito mais quentes que as estrelas.
Quanto mais frio e quanto mais quente? As estrelas mais quentes que você vê na luz visível são cerca de 10 vezes mais quentes que as estrelas mais frias. Em todo o espectro do infravermelho aos raios X, as temperaturas que entram no campo de visão podem ser 1.000 vezes mais frias ou 1.000 vezes mais quentes do que as das estrelas comuns.
Durante quase 50 anos, os cientistas obtiveram espectros completos através de telescópios cada vez mais poderosos. Infelizmente, o custo desse acesso também está a aumentar. O mais novo telescópio é espetacular Telescópio Espacial James Webbque custa cerca de US$ 10 bilhões, detecta parte do espectro infravermelho. Com esse preço proibitivo, a NASA não pode igualar o Webb em termos espectrais, construindo seus irmãos completos de infravermelho e raios-X.
Mesmo que esperemos novamente, teremos que esperar muito tempo. A próxima data de lançamento prevista para o “Grande Observatório” É o distante ano de 2045 Provavelmente mais tarde. A gama de notas que os astrônomos podem tocar diminuirá, assim como a nossa visão do universo.
Dirija veículos pesados para escapar de armadilhas
Estes novos foguetes dão-nos a oportunidade de escapar desta armadilha. Pela mesma taxa, eles podem enviar aprox. Massa aumentou 10 vezes Suas fuselagens têm aproximadamente o dobro da largura dos foguetes usados há décadas.
A massa é importante porque os telescópios contêm espelhos pesados e Quanto maior o espelho, melhor Eles funcionam. Construir o grande espelho de Webb, por exemplo, significou encontrar uma maneira de fazer um espelho de alta qualidade que pesasse 10 vezes menos por metro quadrado do que o já leve espelho do Hubble. Os engenheiros encontraram uma solução tecnicamente viável, mas economicamente cara.
Da mesma forma, o tamanho do corpo do foguete é importante, já que o espelho de 21 pés de diâmetro (6,5 metros) de Weber precisa caber em seu corpo de 13 pés de diâmetro (4 metros). Foguete Ariane 5, deve dobrar Pronto para lançar como origami. Normalmente, as missões espaciais tentam evitar qualquer peça móvel, mas para Webb não tiveram escolha.
O resultado é mais uma vez um triunfo técnico, mas também traz complexidade Mais de 300 lugares Um erro pode encerrar a missão. Cada um dos mais de 300 locais deve ter 300 vezes menos probabilidade de falhar do que apenas um local, aumentando os requisitos de design, fabricação e testes, ao mesmo tempo que aumenta os custos.
Maior e mais amplo nave estelar e o foguete New Glenn significam que a construção de um telescópio espacial semelhante ao Webb hoje pode ser feita de maneira muito menos dispendiosa, sem o dobramento e desdobramento semelhante ao origami dos telescópios espaciais e os riscos que vêm com isso.
novas ideias
Pelo menos três equipes estão aproveitando esta oportunidade. Primeiro, o telescópio infravermelho profundo proposto chamada origem Será utilizado levantamento superpesado. Cientistas da Caltech estão trabalhando em uma possível versão menor chamado Prima.
Em segundo lugar, um telescópio de raios X capaz de tirar fotos tão nítidas quanto as de Webb e com a sensibilidade correspondente provavelmente usaria espelhos mais grossos e pesados que os de Webb. Imaginação há alguns anos.
Terceiro, um estudo publicado em 2025 propôs um radiotelescópio de frequência muito baixaGO-LoW, que também aproveita o uso de mais massa. O GO-LoW será composto por 100.000 minúsculos telescópios, portanto, as economias da produção em massa também entrarão em jogo.
Todos os três telescópios são 100 vezes mais sensíveis que os seus antecessores e pelo menos no mesmo nível do telescópio Webb nas suas respectivas bandas espectrais.
Seria ideal se os engenheiros pudessem reduzir o custo destes telescópios para metade do custo de observatórios maiores como o Webb. Então, pelo mesmo preço, a NASA poderia construir dois novos grandes observatórios em vez de abandonar um. Se conseguir reduzir o custo para um terço, poderá potencialmente voar aeronaves em todo o espectro.
Grande desafio, grande recompensa
Claro, muitas coisas podem dar errado. Por um lado, esses foguetes podem não ter o desempenho anunciado, seja em termos de capacidade ou de custo. Ainda assim, investir em alguma pesquisa inicial não custará muito e poderá render muito.
Por outro lado, tal como o poeta Goethe no seu leito de morte, nós, astrónomos, sempre Pedindo “mais luz”“Mas se precisarmos de telescópios maiores e mais complexos do que o já formidável Grande Observatório A Academia Nacional de Ciências recomenda pesquisas astronômicas para 2020então traremos de volta todos os problemas dispendiosos enfrentados pelos designers de Weber.
As agências espaciais enfrentam o desafio de controlar rigorosamente os desejos intermináveis dos astrónomos – e o custo deve estar em primeiro lugar.
Mas se as agências conseguirem evitar que as ambições dos astrónomos se tornem demasiado astronómicas, ao mesmo tempo que tiram o máximo partido do novo espaço de design aberto pelos foguetões superpesados, a nossa compreensão do Universo poderá estar além da imaginação dentro de apenas uma década ou mais.
