Um sistema de calibração óptico produzido pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) para a missão espacial PLATO recebeu a confiança da Agência Espacial Europeia (ESA) para uma terceira encomenda direta, extra-consórcio.

A missão PLATO, da Agência Espacial Europeia (ESA), será lançada em 2026 e irá tentar responder à pergunta: Quão comuns são os planetas parecidos com a Terra? Tem por objetivo detetar planetas semelhantes ao nosso, em tamanho, densidade e distância à estrela, em órbita de milhares de estrelas parecidas com o Sol e relativamente próximas do Sistema Solar. Alguns desses planetas poderão oferecer condições para a vida como a conhecemos.

Esta missão conta com a participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), tanto ao nível da ciência, como da análise dos dados e da engenharia. O observatório espacial PLATO será o primeiro exemplo no espaço de um instrumento constituído por vários telescópios.

Ao todo são 26 câmaras ópticas que irão monitorizar a variação do brilho na luz visível de milhares de estrelas numa ampla região do céu. Nas zonas onde as câmaras se sobrepõem obter-se-ão medições independentes e redundância estatística.

O grupo de Sistemas e Tecnologia do IA produziu uma peça essencial para que os 26 “olhos” do PLATO sejam rigorosamente iguais entre si e forneçam dados coerentes. “Produzimos um sistema óptico de referência que gera um feixe de luz branca de grande diâmetro, cerca de 20 centímetros, muito uniforme em toda a sua secção, e com um grau de colimação e estabilidade elevadas”, descreve Manuel Abreu, do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa). “Este feixe de luz servirá de padrão na integração do telescópio de cada câmara do PLATO, juntamente com o respectivo sensor CCD.”

“O conceito de colimador não é algo completamente inovador. O problema são sempre os requisitos que temos de cumprir e que ultrapassam qualquer desenho comum. Temos que inventar soluções, utilizar técnicas especiais, e criar algo que ainda não existe”.
Manuel Abreu

Designado por unidade de colimação, esta peça será usada, não apenas para configurar as 26 câmaras do observatório final, que irá para o espaço, mas também as dos modelos de desenvolvimento intermédio, que serão testados nas condições próximas do funcionamento no espaço. O grande desafio está no facto de cada câmara exigir quatro meses para ser rigorosamente alinhada e testada para responder aos requisitos da missão, num ambiente de vácuo e a 80 graus Celsius negativos.

 

No âmbito do consórcio da missão, a equipa do IA produziu duas unidades de colimação, com fundos nacionais através do programa PRODEX, da ESA, fundos geridos pela Agência Espacial Portuguesa, Portugal Space. Uma unidade foi já entregue em agosto de 2020 ao Centro Espacial de Liege (CSL, Bélgica), centro responsável pela montagem e integração das câmaras, e a segunda será entregue em abril deste ano.

Apesar de a tarefa ter sido já distribuída por quatro países (Bélgica, Espanha, França e Países Baixos), a Agência Espacial Europeia (ESA) decidiu encomendar diretamente ao IA uma terceira unidade de colimação, para a usarem no seu próprio centro de testagem das câmaras, em Noordwijk, nos Países Baixos.

“O conceito de colimador não é algo completamente inovador”, diz Manuel Abreu. “O problema são sempre os requisitos que temos de cumprir e que ultrapassam qualquer desenho comum. Temos que inventar soluções, utilizar técnicas especiais, e criar algo que ainda não existe”.

Esta é uma encomenda adicional ao contrato no âmbito do consórcio PLATO, e será financiada em exclusivo pela própria Agência Espacial Europeia, com entrega prevista pelo IA para o próximo mês de julho. “Isto reflete a apreciação e a confiança da ESA na qualidade do equipamento que o IA produziu”, comenta Manuel Abreu. A ESA irá pagar 90 mil euros por este exemplar adicional, o que pode ser visto já como um dos retornos do investimento nacional nesta missão europeia. 

“Este valor vai cobrir sobretudo todo o material necessário para o novo sistema, e é totalmente financiado pela Agência Espacial Europeia”, diz Abreu. “Serão cerca de 50 mil euros gastos localmente, em recursos humanos e equipamento, e 40 mil em material fornecido diretamente pela ESA.”

O grupo de Sistemas e Tecnologia do IA tem-se especializado no desenvolvimento e teste de equipamentos de medição de alta precisão, ou metrologia, preparando pessoas e laboratórios para níveis de complexidade e rigor como os das especificações requeridas nas missões da Agência Espacial Europeia. Parte do financiamento desta encomenda da ESA será usado na aquisição de novos materiais e equipamentos de metrologia de precisão. 

“Para desenvolvermos equipamentos com especificações complexas, temos que ter sempre instrumentos de medida melhores, que sejam capazes de validar corretamente aquilo que se entrega ao cliente”, diz Manuel Abreu. “A nossa capacidade em metrologia baseia-se em equipamentos em que fomos investindo ao longo dos tempos, e noutros que desenvolvemos à medida para cada caso.”

O IA lidera a contribuição nacional para a missão PLATO com contratos nas partes científicas e técnicas. Para além desta participação no campo da metrologia óptica, para a qual o grupo de Sistemas e Tecnologia contou também com a indústria portuguesa, que produziu toda a estrutura mecânica das unidades de colimação, o IA lidera ainda grupos de trabalho, nomeadamente ao nível do Centro de Dados da missão, com responsabilidade no desenho, implementação e validação dos algoritmos que irão caracterizar as estrelas e classificar candidatos a planetas.

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