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abr 20

A Lua vermelha e o raio verde?

http://ucsdnews.ucsd.edu/feature/source_of_moon_curse_revealed_by_eclipse

A Lua vermelha e o raio verde. Créditos: © Dan Long (Apache Point Observatory) / Tom Murphy (UC San Diego)

Oops, esta não é uma cena ou efeito especial de um filme de ficção científica.

O feixe verde de luz e o disco lunar avermelhado são imagens reais, capturados na manhã do eclipse lunar, em 15 de abril de 2014.

http://apod.nasa.gov/apod/ap140416.html

Spica, Marte e Lua eclipsada em 15 de abril de 2014. Crédito © : Damian Peach

É claro que a visão do disco lunar vermelho é até fácil de ser explicada pois a Lua está sendo eclipsada pela Terra, em um eclipse lunar total.

http://apod.nasa.gov/apod/ap140407.html

Em 1967 a missão robótica Surveyor 3 obteve milhares de imagens de grande angular de televisão da Terra a partir da Lua. Algumas destas capturaram a Terra se movendo na frente do Sol. Repare que parte da luz solar passa de raspão pela Terra e chega a Lua. Esta luz é avermelhada pela passagem pela atmosfera terrestre. Créditos: NASA, Surveyor 3/ R. D. Sampson (ECSU)

Imersa nas sombras, Lua eclipsada reflete as tênues e avermelhadas luzes de todos os “pôr-do-Sol” e “nascer-do-Sol” nas bordas da Terra, vistas da silhueta terrestre em uma perspectiva lunar. Veja este efeito acima na imagem de 1967 capturada pela missão robótica Surveyour 3, a partir da Lua.

O laser verde

http://ucsdnews.ucsd.edu/feature/source_of_moon_curse_revealed_by_eclipse

Feixe de laser gerado pelo Apache Point Observatory na direção da Lua, para aferir a distância entre a Terra e nosso satélite. Crédito: Jack Dembicky, Apache Point Observatory

E o jato verde de luz? Trata-se de um laser atirado contra a Lua a partir do telescópio de 3,5 metros no Observatório “Apache Point” no sul do Novo México.

O jato luminoso é visível na imagem por causa da atmosfera que difunde parte desta intensa luz do laser verde.

http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/multimedia/lroimages/lroc-20100413-apollo15-LRRR.html#.U1KJ8PldV8E

No círculo marcado acima temos a posição do LRRR (Lunar Ranging RetroReflector), o espelho multireflexivo deixado na lua pelos astronautas da Apollo 15 em 1971, para ser usado em experimentos de medição da distância entre a Terra e a Lua. Crédito: NASA/Missão LRO

Qual o objetivo? O alvo do laser é o retrorrefletor, deixado na Lua pelos astronautas da Apollo 15 em 1971.

http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/multimedia/lroimages/lroc-20100413-apollo15-LRRR.html#.U1KJ8PldV8E

Uma parte do multirefletor LRRR na lua, fotografado pelo astronauta D. Scott da Apollo 15. Créditos: NASA/D. Scott

Ao determinar tempo do raio de luz entre a emissão e o retorno do pulso do laser, o time de cientistas da UC San Diego é capaz de medir a distância entre a Lua e a Terra com precisão milimétrica e fornecer mais uma prova da teoria da Relatividade Geral, a teoria da gravidade de Albert Einstein.

Ao conduzir o experimento de medição do pulso de laser lunar durante um eclipse lunar, os cientistas usam a Terra como um “interruptor cósmico”. Com a luz solar diretamente bloqueada pela Terra a performance do retrorrefletor na superfície lunar é fortemente melhorada ao compararmos com o mesmo experimento quando realizado durante a ‘maldição da Lua cheia‘.

A Maldição da Lua Cheia…

O projeto liderado por Murphy no Apache Point Observatory em Novo México envia pulsos de laser com 100 quadrilhões de fótons, dos quais, na média, apenas um singelo fóton retorna a Terra, quando há sucesso. A atmosfera da Terra desvia parte dos fótons para fora do alvo na Lua e estes atingem o solo lunar. Além disto, os refletores causam alguma refração ao feixe espelhado e a luz que retorna não volta para o observatório que as enviou.

Mesmo com estas perdas, o time de Murphy registra 10 vezes menos fótons que o esperado. Nas noites de Lua cheia a situação fica muito pior, os cientistas coletam 1% do desejado. Pior ainda, outros observatórios que fazem o mesmo trabalho não conseguem nenhum sinal de retorno nas noites de Lua cheia.

Os prismas são afundados um pouco dentro de cilindros (veja a foto acima obtida por D. Scott) de modo que o Sol os ilumina totalmente quando brilha em linha reta. Uma vez que a rede de espelhos aponta para a Terra o problema só acontece nas noites de lua cheia. Quando isso acontece, a poeira escura do regolito lunar se aquece e a ocorre a criação de um gradiente térmico entre a superfície e o interior dos prismas. Isso degrada o seu desempenho, alterando o índice de refração, transformando o prisma em uma lente não intencional e divergindo a luz enviada de volta, de modo que mesmo menos fótons voltam ao telescópio.

Assim, os cientistas concluíram que se o pobre desempenho em noites de Lua cheia resultou de aquecimento da superfície dos cubos então ‘desligar a luz’ deve aumentar o sinal assim que a superfície esfria, de modo que a temperatura ao longo dos cubos passa a ser uniforme.

Tudo o que você tem a fazer é ‘desligar o Sol’, ou melhor, esperar para a Terra passar entre o Sol e a Lua, como o faz durante um eclipse lunar. Na noite de 21 de dezembro de 2010, a equipe de Murphy teve a sorte de ter condições de observação decentes durante um eclipse lunar. Durante cinco horas e meia, eles variaram os lasers apontando para as três matrizes refletoras deixadas pelas missões Apollo e um quarto montado em um jipe lunar soviético (que antes se pensava estar perdido para sempre).

Como previsto, eles viram um aumento de dez vezes na performance com o ‘interruptor de luz solar desligado’, restaurando o sinal aos níveis (ruins) que veem em outras noites depois do eclipse. A equipe relatou seus experimentos recentemente na revista científica Icarus.

Equipamentos deixados na Lua pela missão Apollo 14 . Repare nos riscos que que são as pegadas do astronautas ('astronaut foorprints'). Crédito: NASA/LROC

Equipamentos deixados na Lua pela missão Apollo 14 . Repare nos riscos que que são as pegadas do astronautas (‘astronaut footprints’). Crédito: NASA/LROC

E as pegadas do astronautas?

Então, por que, os céticos podem perguntar, se poeira lunar se move ao longo do tempo, podem as pegadas deixadas por astronautas décadas atrás um dia se apagar? Murphy tem um cálculo para isso também: pela taxa de deposição que deve ter ocorrido para obscurecer os refletores, as pegadas serão apagadas dentro de dezenas de milhares de anos.

Fontes

APOD:

UC San Diego: Source of ‘Moon Curse’ Revealed by Eclipse

NASA: The Apollo 15 Lunar Laser Ranging RetroReflector

._._.

1 menção

  1. Eclipse Total de SuperLua e uma tempestade de raios na Espanha por Jose Antonio Hervás » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] Lua Cheia no seu tamanho visual máximo (perigeu) é vista escurecendo e tornando-se avermelhada sob a sombra da Terra e depois retornando ao seu brilho […]

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