Quando o Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA (LRO) chegou à órbita em torno da Lua em 2009, os cientistas imediatamente começaram a disparar lasers contra ela.

Mais especificamente, eles estavam disparando lasers em um pequeno conjunto de refletores aproximadamente do tamanho de um livro de bolso, tentando refletir a luz de volta para a Terra. E depois de quase 10 anos, eles finalmente conseguiram.

É a primeira vez que fótons são refletidos com sucesso de volta para a Terra de um orbitador lunar. E não só nos dá uma nova maneira de realizar medições da Lua e ao redor dela – pode nos ajudar a entender as condições na superfície lunar que poderiam ser instrumentos degradantes colocados lá há mais de 50 anos.

O programa Apollo viu astronautas visitando a Lua de 1969 a 1972. Mas eles não estavam nele apenas por um curto período. Eles deixaram para trás (entre outras coisas) equipamentos para monitoramento contínuo, como sismômetros e três refletores de laser. O programa espacial soviético também colocou refletores lá em robôs robóticos – dois deles, para um whole de cinco entre as duas agências espaciais.

Por que refletores a laser? Bem, se você enviar um feixe de laser realmente poderoso para a Lua e cronometrar quanto tempo leva para retornar, poderá fazer uma medição realmente precisa da distância entre os dois pontos, com base na velocidade da luz. Assim, podemos determinar a que distância está a Lua, com precisão milimétrica.

Com o tempo, essas medições podem pintar um quadro de como a Lua se transfer. É assim que sabemos a lua tem um núcleo fluido, com base em como ele gira; e, se houver supplies sólido nesse núcleo fluido, isso por sua vez poderia nos dizer como a Lua já alimentou seu campo magnético.

Essas medições precisas também são como sabemos que a Lua está se afastando lentamente da Terra a uma taxa de cerca de 3,8 centímetros (1,5 polegadas) por ano. As medições de distância podem nos dizer muito, se formos pacientes.

“Agora que coletamos dados há 50 anos, podemos ver tendências que não teríamos sido capazes de ver de outra forma,” disse o cientista planetário Erwan Mazarico do Goddard residence Flight center da NASA. “A ciência de alcance a laser é um jogo longo.”

Mas há um problema. Com o tempo, a quantidade de luz retornada desses refletores lunares diminuiu, para apenas 10% do que deveria ser. E não está claro o porquê.

No entanto, se há algo que a Lua tem em abundância espetacular, é poeira. Embora não haja atmosfera e, portanto, nenhum vento para levantar a poeira, impactos de minúsculos micrometeoritos podem estar se deslocando apenas o suficiente para revestir lentamente os refletores.

Então, é aqui que entra o refletor LRO. Se pudermos receber sinais refletidos por seu refletor, os cientistas podem comparar os resultados dos refletores de superfície.

Com a ajuda da modelagem, isso poderia ajudar a determinar a causa do declínio da eficiência dos refletores de superfície – e, talvez, revelar a quanto bombardeio de micrometeoritos a Lua está sujeita e a quantidade de poeira levantada por esse bombardeio.

É muito mais fácil falar do que fazer, no entanto. É difícil o suficiente para lançar um laser em refletores da superfície lunar, em grande parte devido aos efeitos atmosféricos da Terra e atenuação eletromagnética. O refletor do LRO é ainda mais desafiador. É um alvo pequeno e rápido a apenas 15 por 18 por 5 centímetros (6 por 7 por 2 polegadas) e está, em média, 384.400 quilômetros (238.900 milhas) da Terra.

As tentativas iniciais da equipe de alcançar o refletor usando luz verde visível não tiveram sucesso. Mas então eles se juntaram a cientistas da Université Côte d’Azur, na França, que desenvolveram um laser infravermelho – luz muito mais eficiente na penetração de gás e nuvem.

Em 4 de setembro de 2018, a Laser Ranging Station em Grasse, França, registrou a luz do laser infravermelho refletindo da LRO pela primeira vez.

Então, em duas sessões, nos dias 23 e 24 de agosto de 2019, o resultado se repetiu – só que desta vez, a equipe também matou a espaçonave para orientar o refletor em direção à Terra, demonstrando como criar oportunidades para o alcance do laser bidirecional, em vez de apenas esperar que o LRO gire na direção certa.

A luz retornada foi mínima – apenas alguns fótons. Não é suficiente, ainda, ser capaz de descobrir o que está bloqueando os refletores na superfície lunar. Mas, com o tempo, mesmo alguns fótons podem formar uma imagem suficiente para nos dizer mais.

Não são apenas as medições LRO que interessam aqui. O trabalho da equipe demonstra as melhorias que podem ser feitas usando o laser infravermelho em vez do óptico, penetrando mais longe e potencialmente possibilitando o uso de refletores muito menores.

“Este experimento fornece um novo método de verificação das teorias do acúmulo de poeira ao longo de décadas na superfície lunar”, os pesquisadores escreveram em seu artigo.

“Ele também mostrou que o uso de matrizes semelhantes a bordo de futuras sondas lunares e orbitais podem apoiar os objetivos da ciência lunar LLR, particularmente com locais de aterrissagem próximos aos membros e pólos lunares, que teriam melhor sensibilidade à orientação lunar.”

A pesquisa foi publicada em Terra, planetas e espaço.

Este artigo foi baseado em uma publicação em inglês. Clique aqui para acessar o conteúdo originário.