Um pequeno satélite desenvolvido no Reino Unido pretende transformar o lado oculto da Lua em um dos lugares mais silenciosos para a radioastronomia e, a partir dali, investigar uma época do Universo que nunca foi observada diretamente.
Chamado CosmoCube, o satélite terá aproximadamente o tamanho de uma pequena mala de mão e foi projetado para procurar um sinal extremamente fraco produzido pelo hidrogênio há mais de 13,5 bilhões de anos.
O objetivo é estudar a chamada Era das Trevas cósmica, período situado depois que o Universo se tornou transparente à radiação, mas antes do nascimento das primeiras estrelas. Durante cerca de 150 milhões de anos, ainda não existiam estrelas iluminando o cosmos como conhecemos hoje.
Os detalhes da missão foram apresentados na revista Nature Astronomy. O projeto é liderado pela Universidade de Cambridge e recebeu financiamento da Agência Espacial do Reino Unido.
A principal ferramenta científica do CosmoCube será a busca pela chamada linha de 21 centímetros, uma emissão característica do hidrogênio neutro.
O hidrogênio dominava a matéria comum no Universo primitivo. Por isso, estudar sua emissão pode fornecer informações sobre as condições existentes antes do surgimento das primeiras estrelas e galáxias.
À medida que o Universo se expandiu, o comprimento de onda desse sinal também foi esticado. A emissão que originalmente correspondia a 21 centímetros chega atualmente à Terra em frequências muito mais baixas.
É justamente aí que surge um dos maiores obstáculos.
O CosmoCube deverá operar entre aproximadamente 10 e 50 MHz, uma faixa particularmente difícil de explorar a partir da superfície terrestre. A ionosfera interfere nessas frequências, enquanto transmissões de rádio, telecomunicações e outras tecnologias humanas acrescentam uma enorme quantidade de interferência.
O sinal cosmológico procurado é extremamente mais fraco do que todo esse ruído.
A solução proposta pelos pesquisadores é usar a própria Lua como uma gigantesca barreira natural.
Quando o CosmoCube estiver passando pelo lado oculto da Lua, o corpo lunar ficará entre o satélite e a Terra, bloqueando grande parte da interferência de rádio proveniente do nosso planeta.
O satélite deverá completar uma órbita aproximadamente a cada duas horas e permanecer protegido pela Lua durante cerca de 40 minutos por órbita.
Ao longo dos dois anos previstos para a missão, os pesquisadores esperam acumular aproximadamente 1.000 horas de observações.
Essa combinação permitiria realizar medições em frequências que praticamente não podem ser exploradas da Terra.
Depois do Big Bang, o Universo passou por profundas transformações.
Centenas de milhares de anos depois, ele havia esfriado o suficiente para que elétrons e núcleos se combinassem e formassem átomos neutros. A radiação liberada desse período é observada atualmente como a radiação cósmica de fundo.
Depois disso veio a Era das Trevas.
Ainda não existiam estrelas, mas pequenas diferenças na distribuição da matéria começavam a crescer sob a ação da gravidade. Regiões mais densas atraíam progressivamente mais matéria até que, posteriormente, surgiram as primeiras estrelas e galáxias.
O sinal de 21 centímetros pode funcionar como uma espécie de registro dessas transformações.
Sua intensidade e evolução podem fornecer informações sobre a temperatura e a distribuição do hidrogênio durante esse período, permitindo investigar como o Universo passou de um estado relativamente uniforme para uma estrutura repleta de estrelas e galáxias.
O CosmoCube também poderá ajudar a estudar a influência da matéria escura durante essa fase da história cósmica.
Embora não possamos observá-la diretamente por meio da luz, seus efeitos gravitacionais tiveram papel fundamental na formação das estruturas do Universo.
Os pesquisadores esperam usar o sinal do hidrogênio para investigar como a matéria escura contribuiu para concentrar matéria e criar as condições necessárias para o nascimento das primeiras estrelas e galáxias.
Isso transforma a Era das Trevas em um laboratório particularmente interessante: trata-se de uma época anterior à influência intensa das primeiras estrelas sobre o gás ao seu redor, permitindo testar aspectos fundamentais dos modelos cosmológicos.
Depois de chegar à órbita lunar, o CosmoCube deverá abrir uma antena de rádio longa e leve.
O desafio não será simplesmente detectar ondas de rádio. O instrumento precisará distinguir um sinal cosmológico extremamente fraco de diversas fontes de interferência, incluindo o próprio ruído eletrônico produzido pelo satélite.
Para isso, o radiômetro utilizará um sistema de calibração que alternará as medições entre o céu e referências internas conhecidas. A técnica permitirá acompanhar pequenas variações no instrumento e reduzir a possibilidade de que efeitos eletrônicos sejam confundidos com sinais vindos do Universo primordial.
Depois que os dados chegarem à Terra, os pesquisadores também utilizarão métodos estatísticos para separar o sinal procurado das emissões muito mais intensas produzidas pela própria Via Láctea.
Simulações computacionais e medições realizadas durante a missão serão usadas para determinar com precisão como a antena responde às diferentes regiões do céu.
Uma das características mais importantes do projeto é justamente sua escala.
Em vez de um grande observatório espacial, a equipe pretende realizar a investigação utilizando uma plataforma compacta desenvolvida especificamente para operar em órbita lunar.
A plataforma espacial, chamada SSTL-21, está sendo desenvolvida pela Surrey Satellite Technology Limited, enquanto instituições como a Universidade de Portsmouth e o STFC RAL Space também participam do projeto.
Protótipos já estão sendo submetidos a testes, incluindo avaliações térmicas destinadas a verificar se os instrumentos conseguirão manter a estabilidade necessária diante das mudanças de temperatura encontradas em órbita lunar.
A equipe espera que o CosmoCube possa ser lançado nos próximos cinco anos.
Existe, entretanto, uma corrida contra o tempo.
O lado oculto da Lua é atualmente um ambiente excepcional para observações de rádio de baixíssima frequência justamente por estar protegido das transmissões terrestres.
Mas o aumento previsto da atividade lunar poderá alterar gradualmente esse cenário.
Novas espaçonaves, sistemas de comunicação, satélites de retransmissão e futuras infraestruturas na Lua poderão criar suas próprias fontes de interferência.
Vários países já estudam projetos de radioastronomia lunar justamente para aproveitar essa região antes que seu ambiente eletromagnético se torne mais complexo.
Se o CosmoCube conseguir realizar as medições planejadas, um satélite pouco maior que uma mala poderá abrir uma janela para uma época até hoje inacessível às observações diretas: o intervalo entre o brilho residual do Big Bang e o momento em que as primeiras estrelas começaram a iluminar o Universo.
Sobre a imagem: Ilustração artística do satélite CosmoCube.
Créditos da imagem: Surrey Space Technology Ltd.
Artigo científico: https://www.nature.com/articles/s41550-026-02946-y