ZeCoat e NASA criam nanorrevestimento 100 vezes mais fino para o Starshade

Engenheiros da ZeCoat e especialistas da NASA criaram um nanorrevestimento único, 100 vezes mais fino do que as alternativas, que permitirá obter uma «sombra ideal» para telescópios espaciais e, finalmente, observar exoplanetas ténues

A procura de planetas habitáveis fora do Sistema Solar é uma tarefa de extrema dificuldade. A luz de uma estrela é milhares de milhões de vezes mais intensa do que o pequeno reflexo proveniente do seu planeta. Os astrónomos comparam frequentemente esta situação à tentativa de distinguir o reflexo de luz num mosquito que voa junto de um projetor potente, a vários quilómetros de distância. Para conseguir ver o «mosquito», é necessário bloquear o projetor.

Starshade: o ecrã que bloqueia a luz das estrelas

Com esse objetivo, a NASA está a desenvolver o projeto Starshade (Ecrã Estelar), uma gigantesca nave espacial em forma de flor, com dimensões equivalentes a metade de um campo de futebol. O dispositivo deverá voar milhares de quilómetros à frente do telescópio, ocultando com precisão o disco da estrela distante e deixando visíveis apenas os seus planetas.

Para que o ecrã funcione de forma perfeita, as respetivas extremidades têm de ser tão afiadas como uma lâmina, com cerca de 300 nanómetros. Ainda assim, a luz solar dispersa-se nessas arestas e gera uma «poeira luminosa» que interfere com o telescópio.

As tentativas anteriores de resolver esta dificuldade não tiveram sucesso: os nanotubos de carbono e outros revestimentos ultranegros são demasiado espessos, atingindo vários mícrones. Ao tornarem a extremidade do ecrã menos afiada, acabam paradoxalmente por aumentar a dispersão da luz, em vez de a absorver.

O nanorrevestimento da ZeCoat para o Starshade

David Sheikh, fundador da ZeCoat, propôs uma abordagem fundamentalmente diferente. Em vez de aplicar uma camada espessa de carbono «fofo», recorreu à deposição física de vapor para produzir uma estrutura multicamada, semelhante a uma sanduíche de metais e vidro.

O revestimento resultante é 100 vezes mais fino do que todos os exemplares anteriores. O seu funcionamento é engenhoso: a luz entra em cavidades de escala nanométrica entre as camadas e fica aprisionada. Em vez de ser refletidos, os fotões ressoam no interior, como uma onda estacionária num laser - segundo o princípio do ressonador Fabry–Pérot - e são totalmente absorvidos pelo metal.

No Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL), a novidade foi avaliada com um escanómetro a laser. Os resultados revelaram que o revestimento reduz em 20 vezes a quantidade de luz refletida. Isto é suficiente para que o telescópio consiga «filtrar» a estrela e obter uma imagem nítida do exoplaneta.

A tecnologia já está a ser ampliada: a ZeCoat aprendeu a aplicar o revestimento por um processo de «rolo para rolo» em enormes folhas de película de poliimida. Assim, será possível revestir não só as extremidades, mas toda a superfície das «pétalas» do ecrã espacial.

Aplicações em telescópios, satélites e câmaras

A ZeCoat acredita que a película ultranegra também poderá ser útil noutros projetos. Por exemplo, poderá servir para escurecer constelações de satélites, como a Starlink, impedindo que perturbem a astronomia terrestre, ou para eliminar reflexos no interior das câmaras de smartphones modernos. Contudo, o principal projeto a beneficiar deste desenvolvimento será o Observatório dos Mundos Habitáveis (Habitable Worlds Observatory): a NASA prevê utilizar o revestimento para proteger o futuro telescópio emblemático contra micrometeoritos e sobreaquecimento.

Graças a esta nanofilme, os astrónomos esperam que, um dia, possam ver numa imagem não apenas um ponto, mas um mundo real, possivelmente com oceanos e atmosfera.