O Instituto de Conceitos Avançados (NIAC) da NASA divulgou recentemente um relatório de estudo de Fase 1 sobre um Sistema de Posicionamento Cósmico (CPS), propondo uma nova abordagem técnica para medir a taxa de expansão do universo através da implantação de uma rede de satélites distribuída pelo Sistema Solar. O relatório foi submetido ao servidor de pré-impressão arXiv.
O conceito do Sistema de Posicionamento Cósmico surgiu da discussão sobre o problema da "Tensão de Hubble". A constante de Hubble é um parâmetro crucial que descreve a taxa atual de expansão do universo, mas diferentes métodos de medição produzem valores discrepantes. Medições baseadas na radiação cósmica de fundo em micro-ondas resultam em um valor de aproximadamente 67,4 km/s/Mpc, enquanto observações de Cefeidas e supernovas sugerem um valor próximo de 73 km/s/Mpc. Essa inconsistência afeta a precisão com que os astrônomos estimam as distâncias e idades de objetos celestes distantes.
O Sistema de Posicionamento Cósmico visa fornecer um método de medição mais direto. O sistema seria composto por cinco satélites distribuídos uniformemente pelo Sistema Solar, com linhas de base (distâncias entre satélites) variando de 20 a 100 unidades astronômicas (UA), onde 1 UA é aproximadamente a distância média entre a Terra e o Sol. Esses satélites empregariam uma técnica de triangulação semelhante ao GPS, medindo com precisão o tempo de viagem de sinais (como fótons) entre os satélites para calcular diretamente a distância de objetos celestes distantes. Em teoria, uma linha de base suficientemente longa e uma precisão temporal suficientemente alta permitiriam uma determinação mais precisa da origem dos sinais.
Para realizar essa visão, vários desafios de engenharia precisam ser superados. Cada satélite precisaria ser equipado com uma antena desdobrável de 8 a 9 metros de diâmetro para caber dentro do cone de carga útil de um foguete. Os satélites também precisariam ser resfriados a temperaturas muito baixas para reduzir o ruído térmico. Posicioná-los longe do Sol ajudaria no resfriamento passivo, mas sistemas ativos de resfriamento ainda podem ser necessários.
A precisão de cronometragem é um dos elementos centrais do Sistema de Posicionamento Cósmico. A equipe do projeto sugere o uso de tecnologia de relógio semelhante ao Deep Space Atomic Clock da NASA, que foi testado na missão STP-2 entre 2019 e 2021. Para atender às necessidades do CPS, esse relógio atômico precisaria ser ainda mais miniaturizado e ter seu consumo de energia reduzido para operar no ambiente com fornecimento limitado de energia nas bordas do Sistema Solar. Além disso, o sistema pode precisar de geradores termoelétricos de radioisótopos para complementar a energia e de conversores analógico-digitais de alta velocidade para processar os dados de sinal.
Além de ajudar na medição da constante de Hubble, o Sistema de Posicionamento Cósmico poderia apoiar várias pesquisas auxiliares, incluindo a análise da distribuição de matéria escura, a detecção de ondas gravitacionais na faixa de micro-hertz (como as provenientes de binárias de buracos negros supermassivos) e o estudo do Cinturão de Kuiper e do hipotético Planeta Nove através de dados de gravidade de espaçonaves.
É importante notar que o Sistema de Posicionamento Cósmico ainda está em fase de estudo conceitual. A função do NIAC é avaliar a viabilidade de tecnologias de ponta, e este projeto ainda não recebeu financiamento para fases subsequentes. Ainda há incerteza sobre se ele avançará para uma fase de implementação de engenharia no futuro. O relatório indica que, em princípio, o CPS é viável, mas sua transição de um conceito no papel para uma implantação real exigirá mais desenvolvimento tecnológico e investimento financeiro.
Detalhes da publicação: Autores: Matthew McQuinn et al., Título: "NIAC Phase I Final Report: Solar System-scale Very Long Baseline Interferometry for Dramatically Improved Cosmological Distance Measurements", Publicado em: arXiv (2026). Informação do periódico: arXiv
