Advanced cosmic explorer (ACE): um programa para medir o espectro de potência angular da radiação cósmica de fundo

Resumo

Esta proposta tem como objetivo justificar a compra de um espelho feito em fibra de carbono e revestido com alumínio e um sistema de telemetria, a serem, ambos, utilizados no projeto ACE, uma cooperação entre o Grupo de Cosmologia Experimental (GCE) da Universidade da Califórnia, Santa Barbara (EUA), a Divisão de Astrofísica (DAS) do INPE, o Jet Propulsion Lab (EUA) e o National Center for Atmospheric Research (EUA). O ACE é um experimento concebido para estudar o espectro de potência da Radiação Cósmica de Fundo em microondas (doravante RCF) em escalas angulares entre 0,15º e 10º. Ele será capaz de gerar um conjunto de mapas na faixa de comprimentos de onda milimétricos (entre 25 e 100 GHz) com uma resolução melhor que 1o a uma sensibilidade de 10-20 μK por pixel de 0,15º. O ACE (Advanced Cosmic Explorer) é um projeto totalmente inovador a ser lançado em balão estratosférico em vôos de longa duração (t > 100 dias). Ele será montado sobre uma plataforma estabilizada, sendo o conjunto gôndola+sistema óptico construído utilizando-se materiais compostos, o que tornará toda a estrutura extremamente leve. Versões antigas utilizaram espelhos comuns, do mesmo tipo empregado para medidas em microondas. Entretanto, no caso do ACE, o peso a ser carregado pelo balão estratosférico é um fator crítico. O projeto consistirá em quatro vôos de diferentes latitudes (sendo um do Brasil), cobrindo cerca de 75% do céu com a melhor combinação de resolução angular e sensibilidade já conseguidas. O sistema de telemetria pleiteado é um dos mais modernos disponíveis no mercado, permitindo um alcance de cerca de 600 km com baixa perda de sinal. Ao final da missão, as informações que poderão ser extraídas dos mapas aumentarão significativamente o conhecimento disponível sobre o Universo primordial e o subsequente processo de formação de estruturas. O ACE fará as medidas mais precisas do espectro de potência das flutuações de temperatura da RCF. A determinação da amplitude do espectro de potência é, atualmente, um dos problemas mais atuais e interessantes da Cosmologia. Essas medidas podem ajudar a determinar a densidade do Universo, a fração de matéria bariônica, a densidade de energia do vácuo e outros parâmetros cosmológicos fundamentais. As medidas poderão também confirmar ou refutar a teoria de que alguma forma de matéria escura fria constitui cerca de 90% de toda a matéria existente no Universo. (AU)