Por que a Sonda Solar Parker não vai derreter perto do Sol?

Redação do Site Inovação Tecnológica -  09/08/2018

A grande pergunta da missão Solar Parker é: Por que a corona solar é mais quente do que a superfície do Sol.[Imagem: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben]

Sonda Solar

A Sonda Solar Parker, da NASA, deverá ser lançada neste sábado para viajar mais perto do Sol e mais profundamente na atmosfera solar do que qualquer missão anterior.

Para isso, foi necessário desenvolver novas tecnologias e técnicas de engenharia para vencer o calor escaldante a que a sonda será submetida.

Ao atingir a região conhecida como corona, muito mais quente do que a própria superfície do Sol, a sonda do tamanho de um carro pequeno, passará por gases com temperaturas superiores a meio milhão de graus de Celsius, enquanto é bombardeada por partículas e pela intensa luz solar.

A Sonda Solar Parker conta com um escudo térmico e com um sistema autônomo que ajudam a protegê-la da intensa emissão do Sol, mas sem perder contato com ambiente que ela pretende estudar.

Então, como é que ela não vai derreter?

Diferença entre calor e temperatura

Uma das chaves para entender o que manterá a espaçonave e seus instrumentos seguros é entender a diferença entre os conceitos de calor e temperatura. Pode parecer estranho, mas altas temperaturas nem sempre se traduzem em realmente aquecer outro objeto.

No espaço, a temperatura pode ser de milhares de graus sem fornecer calor significativo a um determinado objeto e nem mesmo uma sensação de calor.

Por quê?

Porque a temperatura mede a velocidade com que as partículas estão se movendo, enquanto o calor mede a quantidade total de energia que elas transferem. As partículas podem estar se movendo rapidamente (alta temperatura), mas, se houver muito poucas delas, elas não transferirão muita energia (pouco calor). Como o espaço é praticamente vazio, há muito poucas partículas para transferir energia para a espaçonave.

A sonda solar também ajudará a compreender melhor as erupções solares e seus riscos para a Terra e se os pólos magnéticos do Sol estão mesmo prestes a se inverter. [Imagem: NASA]

A corona através da qual a sonda Solar Parker vai navegar, por exemplo, tem uma temperatura extremamente alta, mas uma densidade muito baixa. Pense na diferença entre colocar a mão em um forno quente versus colocá-la em uma panela de água fervente (não tente fazer isso em casa!) - no forno, sua mão pode suportar temperaturas significativamente mais quentes por mais tempo do que na água, onde ela interage com muito mais partículas. Da mesma forma, em comparação com a superfície visível do Sol, a corona é menos densa, de modo que a espaçonave interagirá com menos partículas quentes, não recebendo tanto calor.

Isto significa que, mesmo que a sonda vá viajar através de um espaço com temperaturas de vários centenas de milhares de graus Celsius, a superfície do seu escudo térmico voltado para o Sol não deverá passar muito de 1.400 graus Celsius - é claro que 1400º C ainda é fantasticamente quente, bastando lembrar que a lava dos vulcões pode variar entre 700 e 1200º C.

Escudo carbono-carbono

Toda a teoria acima está embutida na Solar Parker na forma de um escudo de calor conhecido como Sistema de Proteção Térmica, ou TPS na sigla em inglês (Thermal Protection System), com 2,4 metros de diâmetro e cerca de 115 milímetros de espessura. Esses poucos centímetros de proteção garantirão que, do outro lado do escudo, o corpo da espaçonave ficará a uma temperatura confortável de 30º C.

O escudo térmico foi construído usando uma espuma composta de carbono ensanduichada entre duas placas de carbono, um material conhecido como painel reforçado carbono-carbono.

Esse isolamento leve recebeu um toque final de tinta cerâmica branca na placa virada para o Sol, para refletir o máximo de calor possível. Nos testes em câmaras de vácuo, o escudo mostrou-se capaz de suportar até 1.650º C sem danificar os circuitos eletrônicos e instrumentos científicos do outro lado.