Uma experiência científica – com sensores de CZT (telureto de cádmio e zinco) – liderada por Rui Curado Silva, docente da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) e investigador do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), vai para o espaço a bordo da Estação Espacial Internacional através da Agência Espacial Europeia (ESA).
Além da Universidade de Coimbra, a experiência, designada “Ageing of Ge/Si and CZT samples for sensors and Laue lenses”, integra investigadores da Universidade da Beira Interior (UBI), do Observatório de Astrofísica e Ciências do Espaço de Bolonha, do Instituto Nacional de Astrofísica de Itália (INAF/OAS-Bologna), e do Instituto de Materiais para Eletrónica e Magnetismo do Conselho Nacional de Investigação de Parma (CNR/IMEM-Parma, Itália).
A experiência foi selecionada no âmbito do concurso “Euro Material Ageing” promovido pela ESA e pretende analisar os efeitos do ambiente espacial nos materiais das câmaras dos futuros telescópios de raios gama.
Rui Curado Silva explica que, «para observarmos o Universo nos comprimentos de onda dos raios X e dos raios gama (astrofísica de altas energias), somos obrigados a enviar para o espaço telescópios equipados de sensores capazes de captar imagens do céu nessa banda do espectro eletromagnético. Com efeito, nesta banda do espectro (mais energética do que a banda do visível), a atmosfera protege-nos e absorve a radiação antes de chegar à superfície da Terra».
Sensores de CZT vão depois ser validados para futuros telescópios espaciais
Os cientistas de Coimbra desenvolveram novos sensores de CZT (com semicondutores de telureto de cádmio e zinco) para as câmaras dos telescópios de raios X e gama. O problema, esclarece o coordenador da experiência espacial, «é que estes sensores quando são expostos ao ambiente de radiação orbital no espaço são danificados e o seu funcionamento degrada-se com o tempo. Até hoje, estes efeitos nunca foram estudados com a requerida profundidade para este tipo de sensores».
Por isso, vão ser enviados alguns desses sensores para o espaço, que serão instalados numa plataforma que está no exterior da Estação Espacial Internacional (ISS: International Space Station). Essa plataforma chama-se Bartolomeo e «está exposta ao ambiente exterior de radiação, bem como a variações de temperatura extremas: cerca de -150° C quando a ISS orbita do lado noturno da Terra, e a temperaturas da ordem dos 120° C quando a ISS se encontra do lado do sol», indica o docente da FCTUC.
Após um ano de exposição à radiação e a ciclos extremos de variação de temperatura na plataforma Bartolomeo – tempo que vai durar a missão, cujo lançamento deverá acontecer entre final de 2021 e meados de 2022 –, «os sensores de CZT ser-nos-ão enviados de volta para Coimbra. Iremos ligá-los e testá-los para avaliar se continuam operacionais e, caso funcionem, qual o nível de degradação do seu funcionamento», explica o investigador do LIP.
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A partir desta análise, a equipa poderá então validar ou não estes sensores para serem utilizados nos futuros telescópios espaciais para astrofísica de altas energias, bem como perceber como será possível produzir sensores ainda melhores.
«A astrofísica de altas energias poderá beneficiar muito deste desenvolvimento tecnológico, em particular a compreensão da física das recém-descobertas ondas gravitacionais, que são medidas em instalações terrestres em simultâneo com fortes explosões de raios gama que são medidas no espaço por telescópios espaciais. Esta deteção simultânea através de dois mensageiros diferentes (ondas gravíticas e raios gama) designa-se como astrofísica multimensageira e é atualmente um dos tópicos mais relevantes da astrofísica», conclui Rui Curado Silva.
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