terça-feira, 14 de julho de 2015

New Horizons com Plutão

New Horizons com Plutão

Público 14 de julho de 2015





Já falta pouco para o encontro da sonda New Horizons com Plutão

A sonda da NASA está a aproximar-se muito depressa do planeta-anão, que surge agora inesperadamente pintalgado e algo maior do que se esperava.
Plutão e Caronte fotografados pela New Horizons a 8 de Julho de 2015, a uns seis milhões de quilómetros de distânciaREUTERS/NASA-JHUAPL-SWRI



“Estamos a fazer história. Tudo acerca de Plutão é encantador na sua beleza fora deste mundo.” Foi com estas palavras que Alan Stern, do Instituto de Investigação do Sudoeste (EUA) – e investigador principal da equipa que gere a sonda New Horizons da agência espacial norte-americana NASA –, começou a sua intervenção, na segunda-feira, numa conferência de imprensa.
Transmitida via Web a partir do centro de controlo da missão, na Universidade Johns Hopkins (EUA), o evento destinava-se a dar pormenores sobre o que a sonda irá fazer nas próximas 24 horas – se tudo correr com previsto –, durante e logo após a sua passagem a apenas 12.500 quilómetros de distância de Plutão, nos confins do nosso sistema solar.
New Horizons foi lançada em Janeiro de 2006 e foram precisos nove anos e meio para que, após uma viagem de 4800 milhões de quilómetros, atingisse aquele que já foi o nono planeta do sistema solar, mas que perdeu este estatuto em 2006 (ironicamente, pouco depois do lançamento da sonda), tendo sido despromovido de planeta “clássico” a "planeta-anão".
Pensa-se que Plutão e os seus “irmãos” da Cintura de Kuiper, uma zona cheia de asteróides para lá de Neptuno descoberta em 1992, sejam “os restos fósseis da formação do sistema solar”, como explicou pelo seu lado John Grunsfeld, antigo astronauta da NASA. Daí que Plutão e toda a sua envolvente sejam vistos como uma chave para perceber a formação do sistema solar – sem esquecer que este é o único planeta clássico a não ter sido ainda visitado por uma sonda.
“Nas últimas 48 horas”, disse ainda Stern, "já fizemos várias descobertas: detectámos azoto a escapar da atmosfera de Plutão, confirmámos que a calota polar norte é efectivamente composta por gelo (de metano e de azoto) – e também que, com um raio de 1185 quilómetros, Plutão é um bocadinho maior do que esperávamos." O que pode significar, entre outras coisas, que é menos denso do que se pensava.
A estas novidades é preciso acrescentar a mais recente imagem enviada pela sonda, no fim-de-semana, que revela, na zona equatorial do astro, a presença de grandes manchas escuras, situadas a intervalos regulares. Ainda é muito cedo, dizem os cientistas, para saber o que são essas estruturas.
Mas é nas próximas 24 horas que tudo se vai jogar. Mais precisamente, a New Horizons vai ter a sua única oportunidade de atingir uma resolução espectacular na sua observação de Plutão. “A resolução, que é actualmente de 15 quilómetros por pixel, vai passar a menos de 100 metros por pixel”, fez notar Stern.
A sonda, que pesa cerca de meia tonelada – e que Glen Fountain, responsável pelo projecto, descreveu como “um piano de cauda com uma saladeira pousada em cima dele” (a antena parabólica) –, leva a bordo sete instrumentos científicos para estudar a geologia e geomorfologia de Plutão, do seu pequeno companheiro Caronte (que forma com ele um sistema planetário binário) e de duas outras luas naturais de Plutão. Mas acontece que não pode virar a sua antena (fixa) para a Terra e ao mesmo recolher imagens e dados. Portanto, durante a sua observação destes corpos, à vertiginosa velocidade 49.600 km/h, a sonda vai estar a focar-se neles e nada mais. E quando, no fim, retomar contacto com a Terra, o seu sinal ainda demorará quatro horas e meia a chegar até nós.
Isso quer dizer que a sonda, que está actualmente em piloto-automático, deverá permanecer silenciosa até à madrugada de quarta-feira (hora de Lisboa), altura em que o centro de controlo deverá receber o primeiro sinal vindo dela. “Claro que vamos começar a celebrar na terça-feira pouco antes das 8h da manhã (13h em Lisboa), porque será nessa altura que a New Horizons estará à sua distância mínima de Plutão”, disse Stern. “Mas só à noite poderemos respirar de alívio e celebrar em cheio, porque existe sempre um risco de que a sonda seja atingida por partículas de poeira nessa zona. Porém, isso não me tira o sono: esse risco é muito pequeno.” Uma vez terminada esta missão, ainda serão precisos 16 meses para enviar para a Terra a totalidade dos dados recolhidos.
New Horizons "vai efectuar uma dança”, explicou Cathy Olkin, outra responsável pela missão, "olhando para cada objecto". E a seguir, vai virar as suas câmaras em direcção a Plutão e Caronte, olhando para trás à medida que se afasta deles, para ver o Sol pôr-se e a nascer por detrás destes dois corpos. O facto de assim visualizar as silhuetas de Plutão e Caronte como dois arcos de luz deverá permitir estudar as suas respectivas atmosferas. Pensa-se que Caronte não tem atmosfera, mas é possível que assim não seja. Após esta aproximação histórica, a New Horizons rumará para as profundezas da Cintura de Kuiper.


sexta-feira, 10 de julho de 2015

é possível estar simultaneamente em dois lugares diferentes

É possível estar simultaneamente
em dois lugares diferentes?

Projecto explora fronteira entre a biologia e a física quântica

2015-07-08
Ao contrário da visão, da audição ou do toque, o olfacto é difícil de reproduzir artificialmente com elevada eficácia
Ao contrário da visão, da audição ou do toque, o olfacto é difícil de reproduzir artificialmente com elevada eficácia
Será possível, por exemplo, algo poder estar simultaneamente em dois lugares diferentes? De acordo com a física quântica é. Mais concretamente, em consonância com o princípio da «sobreposição», uma partícula pode ser descrita como encontrando-se simultaneamente em dois estados diferentes.

Embora tal possa soar a vudu para um leigo, a sobreposição tem por base ciência sólida. Os investigadores do projeto PAPETS estão a explorar este e outros fenómenos na fronteira entre a biologia e a física quântica. Têm por objetivo determinar o papel da dinâmica vibracional na fotossíntese e no olfacto.

A «Sobreposição» quântica torna a fotossíntese mais eficiente

Os efeitos quânticos no sistema biológico, nomeadamente num complexo fotossintético, foram observados pela primeira vez por Greg Engel e colaboradores em 2007, nos EUA. Esses efeitos foram reproduzidos em diferentes laboratórios a uma temperatura de -193 graus Celsius e, posteriormente, à temperatura ambiente.

«Aquilo que é surpreendente e entusiasmante é o facto de que esses efeitos quânticos têm sido observados em complexos biológicos, que são sistemas grandes, húmidos e ruidosos,» afirma o coordenador do projecto PAPETS, Yasser Omar, investigador no Instituto de Telecomunicações e docente na Universidade de Lisboa. «A sobreposição é frágil e esperaríamos que fosse destruída pelo ambiente».

A sobreposição contribui para um transporte de energia mais eficiente. Um excitão, uma quase-partícula que transporta energia, pode deslocar-se mais rapidamente ao longo do complexo fotossintético devido ao facto de poder existir simultaneamente em dois estados. Quando chega a uma bifurcação não tem de optar pela direita ou pela esquerda. Pode prosseguir por ambos os caminhos simultaneamente.

«É como um labirinto»
, declara Omar. «Apenas uma porta conduz à saída, mas o excitão pode experimentar tanto a esquerda como a direita ao mesmo tempo. É mais eficiente».

Omar e os seus colegas acreditam que uma conjugação de fatores ajudam a que a sobreposição seja realizada e mantida, designadamente a dinâmica do ambiente vibrante, cujo papel é precisamente aquilo que o projecto PAPETS pretende compreender e explorar.

A teoria e a experimentação cruzam-se

As teorias que se encontram a ser exploradas pelo PAPETS são igualmente testadas em experiências para as validar e obter conhecimentos adicionais. Para estudar o transporte quântico na fotossíntese, por exemplo, os investigadores disparam impulsos de laser rápidos nos sistemas biológicos. Depois, observam a interferência ao longo da rede de transporte, uma marca de um fenómeno do tipo onda.

«É como atirar pedras para um lago», explica Omar. «É possível depois ver se as ondas geradas ficam maiores ou se vão anular-se mutuamente quando se encontram».

Aplicações: células solares e detecção de odores mais eficientes

Embora o PAPETS seja essencialmente um projeto exploratório, está a gerar conhecimentos que poderão ter aplicações práticas. Os investigadores do PAPETS estão a obter um entendimento mais fundamental de como funciona a fotossíntese e tal poderá resultar na concepção de células solares bem mais eficientes.



O olfacto, a capacidade de reconhecer e distinguir diferentes odores, constitui outra área promissora. As experiências centram-se no comportamento das moscas da fruta (Drosófila). Até ao momento, os investigadores suspeitam que o encapsulamento de eletrões associados às vibrações internas de uma molécula pode ser uma marca de odor. Omar associa este encapsulamento a uma bola de pingue-pongue pousada numa taça que se desloca através da parte lateral da taça para surgir fora da mesma.

Este trabalho pode ter aplicações nas indústrias dos alimentos, da água, da cosmética ou dos medicamentos. Uma melhor detecção artificial de odores pode ser utilizada para detetar impurezas ou poluição, por exemplo.

«Ao contrário da visão, da audição ou do toque, o olfacto é difícil de reproduzir artificialmente com elevada eficácia», afirma Omar.

O projeto PAPETS, que envolve 7 parceiros, decorre de setembro de 2014 a agosto de 2016 e conta com uma contribuição financeira da UE prevista de 1,8 milhões de euros.

Fonte: Ciência Hoje     10-07-2015