Equipa EUA-Reino Unido desenvolve grade de polarização de 6 mm que pode transformar observação solar

De acordo com pt.wedoany.com-A Universidade da Califórnia em San Diego (University of California San Diego), em colaboração com a BAE Systems do Reino Unido, criou uma tecnologia óptica com apenas cerca de 6 milímetros (0,24 polegadas) que pode transformar a forma como o Sol é observado em futuras missões espaciais.

O componente central desta tecnologia é a grade de polarização de metassuperfície (metasurface polarization grating), uma estrutura óptica composta por unidades em escala nanométrica que controla a luz de formas impossíveis para a óptica tradicional. A polarização (polarization) refere-se à direção de vibração das ondas de luz; na física solar, medir a polarização ajuda a reconstruir a estrutura do campo magnético solar, que está associada a fenómenos como as ejeções de massa coronal (coronal mass ejections), que podem interferir em satélites, comunicações e sistemas energéticos da Terra.

Os telescópios solares tradicionais medem diferentes componentes de polarização sequencialmente: ao alterar a orientação dos elementos ópticos, o mesmo sinal é registado várias vezes e depois combinado numa única imagem. No espaço, no entanto, as vibrações mínimas do instrumento entre fotogramas causam deslocamentos na imagem e dados desfocados, exigindo sistemas de estabilização complexos e caros, cujo custo por vezes excede o dos próprios componentes ópticos.

A nova metassuperfície resolve este problema de forma diferente: divide a luz incidente simultaneamente em múltiplos canais de polarização, obtendo todas as informações necessárias num único fotograma, sem necessidade de peças móveis ou captura sequencial.

Segundo o autor principal, Noah Rubin, este é um dos primeiros casos em que uma metassuperfície passa de um protótipo de laboratório para testes em sistemas astronómicos reais e obtém aprovação para potencial aplicação espacial.

A tecnologia foi integrada num telescópio solar especializado e testada em colaboração com o Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) dos EUA. Nas experiências, o sistema registou com sucesso o campo magnético de manchas solares, com resultados comparáveis aos dados do Observatório de Dinâmica Solar (Solar Dynamics Observatory), o maior observatório orbital da NASA.

As experiências também testaram a durabilidade da tecnologia: a metassuperfície passou em testes de vibração e temperatura que simulam condições de lançamento e operação em órbita, confirmando a sua potencial aplicabilidade em futuras missões.

Os testes do sistema foram realizados no Telescópio Solar Dunn (Dunn Solar Telescope), no Novo México: a luz é refletida por um espelho no topo de uma torre de 41 metros, viaja cerca de 69 metros para baixo até instalações subterrâneas e entra num módulo compacto de metassuperfície com apenas alguns milímetros.

Os resultados indicam que a tecnologia pode medir simultaneamente as propriedades de polarização da radiação solar no mesmo instante, o que é particularmente importante para observar processos solares rápidos que antes eram difíceis de registar com precisão. Os autores destacam que a tecnologia pode simplificar significativamente o design de futuros telescópios espaciais, reduzir o número de componentes mecânicos e diminuir os custos das missões, abrindo caminho para o desenvolvimento de instrumentos mais compactos e estáveis para monitorizar a atividade solar e o clima espacial.