Dentro brevemente
- Cientistas europeus estão a desenvolver um novo sensor espacial quântico que, segundo eles, poderia ser usado para ajudar a combater as alterações climáticas, fornecendo dados ambientais mais precisos.
- Este sensor irá rastrear mudanças na atmosfera e no ecossistema da Terra, melhorando as previsões de padrões climáticos e desastres naturais.
- A tecnologia quântica permite que o sensor capture medições precisas, que por sua vez fornecem informações valiosas para os esforços de monitoramento climático global.
Uma equipa de cientistas europeus está a desenvolver novos sensores espaciais que utilizam tecnologia quântica para medir a aceleração com elevada precisão. A pesquisa marca um passo importante em direção a futuras missões espaciais que irão rastrear mudanças sutis no campo gravitacional da Terra. Estes instrumentos avançados proporcionarão uma visão mais nítida das mudanças do nosso planeta, fornecendo dados mais precisos sobre os glaciares, a subida do nível do mar e as variações nos níveis das águas subterrâneas com maior precisão e urgência.
- Ser capaz de medir pequenas diferenças na gravidade nos ajuda a revelar a presença de águas subterrâneas, a quantidade de gelo que está derretendo nos trópicos ou até mesmo a encontrar recursos naturais.
- O consórcio CARIOQA está trabalhando para melhorar o mapa gravitacional usando acelerômetros quânticos de alta sensibilidade – produzindo um mapa de “alta resolução” da gravidade da Terra.
- Para medir a força gravitacional do espaço, é importante rastrear com precisão a aceleração do satélite. Isto é feito usando os chamados acelerômetros que monitoram uma série de experimentos de queda livre no satélite.
- Ao instalar um acelerómetro quântico num satélite, os cientistas poderão estudar o movimento dos glaciares, a subida do nível do mar e as mudanças nas águas subterrâneas para enfrentar as alterações climáticas como nunca antes.
- Um consórcio de 17 milhões de euros apoiado pela UE espera lançar em órbita o primeiro acelerómetro quântico do mundo até 2030.
Um novo e ambicioso projecto, lançado pela Comissão Europeia e apoiado pela Quantum Flagship, pretende revolucionar a monitorização da Terra, fornecendo dados mais precisos sobre as alterações no derretimento do gelo, no esgotamento das águas subterrâneas e na circulação oceânica.
Chamado CARIOQA-PMP, o novo projeto de 17 milhões de euros procura melhorar os métodos tradicionais de detecção da gravidade, aproveitando o extraordinário poder dos sensores quânticos.
Os materiais da Terra, como rochas, minerais e água, têm densidades diferentes de um lugar para outro. O campo gravitacional da Terra é afetado por muitos desses fatores. Quanto maior a área, mais forte será a força gravitacional em um determinado local. Quando grandes massas se movem ou mudam, como o derretimento do gelo e as correntes oceânicas, ou quando as águas subterrâneas secam, elas alteram a gravidade de uma área.
Um mapa gravitacional tradicional pode detectar essas diferenças, o que pode nos dizer coisas importantes, como onde podem estar as águas subterrâneas, quanto gelo está derretendo nos trópicos, ou até mesmo ajudar a encontrar recursos naturais.
Mas, se olharmos para a Terra do espaço, a imagem da gravidade não é clara. Embora mais avançados, os gravímetros tradicionais lutam com sinais gravitacionais fracos da Terra ao tentar medir a variação em escala precisa em diferentes regiões.
No entanto, este novo e melhorado acelerómetro será o primeiro do seu género a desenvolver as suas capacidades utilizando a física quântica. Este instrumento permitirá aos cientistas ver um mapa completo da gravidade da Terra numa “alta resolução”.
Christine Fallet, coordenadora do projeto CARIOQA-PMP, disse: “Os gravímetros tradicionais, ou acelerômetros eletrostáticos clássicos, têm certas limitações de sensibilidade e precisão. No entanto, fornecem informações que nos permitem detectar as principais correntes oceânicas da Terra; características pequenas ou sutis podem não ser capturadas com detalhes suficientes ou podem ser totalmente perdidas. Isso não é suficiente para o monitoramento preciso da Terra e o estudo de mudanças muito pequenas na gravidade causadas por mudanças sutis, como pequenas quantidades de derretimento de gelo ou pequenas diminuições nas águas subterrâneas.
“O objetivo do projeto CARIOQA é desenvolver tecnologia de acelerômetro quântico baixo que possa revolucionar a ciência da Terra baseada em satélite. Este desenvolvimento deverá desempenhar um papel importante na abordagem das alterações climáticas e no apoio aos esforços globais no desenvolvimento de estratégias de mitigação e adaptação.”
Cristalino
Uma nova tecnologia quântica CARIOQA ainda está sendo desenvolvida, e a equipe está usando uma técnica chamada Interferometria de Átomos Frios (CAI). O CAI baseia-se nos princípios da mecânica quântica para explorar e explorar o comportamento ondulatório dos átomos em temperaturas muito baixas.
Quando os átomos são resfriados até perto do zero absoluto, eles se movem quase com a mesma lentidão, permitindo medições mais precisas com lasers. “Uma vez descido”, diz Fallet, “a natureza ondulatória dos átomos pode ser usada para criar padrões de ruptura (como fluxos ondulantes de água). Ao analisar esses padrões, podemos medir a aceleração dos átomos com grande precisão.
A Interferometria de Átomos Frios evita alguns dos problemas dos sistemas mais antigos, produzindo dados claros e confiáveis ao longo do tempo. Quando se trata de medir a gravidade, o CAI é como atualizar uma TV antiga e difusa para uma tela HD nítida. Esta tecnologia nos dará uma visão muito clara do que está acontecendo em nosso mundo.
Liderança Europeia no Espaço Quântico
O projeto vem em duas partes paralelas: CARIOQA-PMP ('Pathfinder Mission Preparation') concentra-se no desenvolvimento de tecnologia de acelerometria quântica para ser usada no espaço na próxima década. Este projeto estabelecerá as bases para a Missão Quantum Pathfinder, com CARIOQA-PHA. continuando o esforço de demonstração, a viabilidade da Missão Pathfinder de Gravimetria Espacial Quântica, que visa permitir a implantação de gravímetros e acelerômetros quânticos no espaço pela União Europeia.
“Este projeto visa fornecer uma ferramenta poderosa para observar o mundo. É um passo importante para a União Europeia se posicionar como líder na tecnologia espacial quântica. O sucesso do CARIOQA poderá colocar a Europa na vanguarda dos esforços globais para combater as alterações climáticas e, ao mesmo tempo, demonstrar o poder da tecnologia quântica na abordagem de um dos desafios mais prementes do nosso tempo”, afirmou Fallet.
CARIOQA reúne uma combinação de parceiros-chave, incluindo a Agência Espacial Francesa (Centre National d'etudes Spatiales – CNES), o Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt eV – DLR), a indústria (Airbus Defence and Space em ambos França e Alemanha (ADS-F, ADS-G), EXAIL, TELETEL, LEONARDO, GMV), laboratórios e universidades europeias (LUH, SYRTE, LP2N, LCAR, ONERA, FORTH, TUM, POLIMI, DTU) e influenciar especialistas para aumento (FORTH/PRAXI, grupo GAC).
