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A Rádio-Poluição

Em apenas algumas décadas, a Rádio Astronomia revolucionou o conhecimento do Universo através de importantes descobertas como, por exemplo: a descoberta dos longínquos quasars, das rádio-galáxias (ver exemplo na figura 1), ou da radiação cósmica de fundo constituída pelos mais velhos fotões do Universo.
O nascimento e desenvolvimento da Rádio Astronomia têm estado intimamente ligados aos avanços tecnológicos. Tal interligação tem permitido o desenvolvimento de novos e melhores sistemas de detecção. Hoje, através de interferometria é possível obter imagens com resolução de 10 micro segundos de arco, o que equivale a conseguir distinguir uma bola de golfe na superfície lunar (i.e. a uma distância de 400 000 km). Refira-se que este poder de resolução não tem, por enquanto, par nos outros comprimentos de onda. É também no rádio que se consegue detectar os sinais mais fracos do Universo. Por exemplo, o Hubble Deep Field (pequena região do céu que foi detalhadamente observada pelo Hubble Space Telescope) tem sido mapeado ao nível dos micro Janskies (1Jy = 10-26 Wm-2Hz-1), i.e. as mais baixas densidades de fluxo que se tem detectado em todo o espectro electromagnético.
Infelizmente, a Rádio Astronomia encontra-se ameaçada pela mesma tecnologia que lhe deu origem. De facto, a potencialidade das ondas rádio tem sido aproveitada para outros fins, fins comerciais que implementaram o uso das ondas rádio na vida quotidiana. Os exemplos são variadíssimos, aqui ficam alguns: o forno microondas, o comando para abrir a porta da garagem, os sistemas de navegação GPS, a rede de telecomunicações por satélite, ou o tão popular telemóvel. A emissão proveniente de aparelhos terrestres interfere gravemente com os fracos sinais oriundos do Cosmos. Como exemplo aprecie-se o poder da emissão de um simples telemóvel relativamente a objectos astronómicos (como o da figura 1): se Neil Armstrong tivesse transportado para a Lua um telemóvel, a emissão do telemóvel a partir da superfície lunar seria vista da Terra como a quarta fonte mais brilhante em rádio em todo o céu! Na verdade os sinais em rádio provenientes do Cosmos são extremamente fracos. Aqui fica outro exemplo ilustrativo: a radiação captada por todos os rádio-telescópios do mundo, ao longo da sua existência (aproximadamente 40 anos), totaliza a energia necessária para acender uma lanterna de bolso durante um milésimo de segundo! Dito isto, é fácil perceber quão difícil se torna observar o Universo no meio da actual "selva electromagnética".

Fig. 1 Rádio-galáxia 3C31. A fotografia é composta pela sobreposição de duas imagens: 1) imagem em rádio do objecto 3C31 obtida pelo VLA (a 1.8 GHz), 2) imagem óptica do (e à volta do) objecto 3C31, proveniente do Digitized Palomar Sky Survey. Na imagem estão sobrepostas algumas das rádio antenas do VLA. Imagem reproduzida, sendo a autoria de Alan Bridle.
A figura 2 ilustra a poluição em rádio detectada nas imediações do observatório de Jodrell Bank. Este é um dos mais importantes rádio observatórios do mundo, pois alberga uma das maiores rádio-antenas (o Lovell Telescope, com um diâmetro de 76 m), estando localizado no Reino Unido. Ainda que Jodrell Bank se encontre numa zona em que existem restrições ao uso de aparelhos emissores no rádio (por ex. o uso de telemóveis é estritamente proibido) a figura 2 revela bem a rádio-poluição que rodeia qo observatório. A intensidade destas emissões é várias ordens de grandeza mais forte que os sinais provenientes do Universo, sinais que os rádio-astrónomos tentam estudar.
Poder-se-ia argumentar que a colocação de rádio-observatórios em zonas extremamente isoladas resolveria o problema da interferência de sinais - uma prática comum adoptada pelos observatórios dedicados à observaçãono óptico, de forma a evitar a poluição luminosa. Infelizmente a solução não é tão simples para a Rádio Astronomia.

Fig. 2 Espectro das emissões entre 0 e 2 GHz oriundos de engenhos terrestres, detectados no observatório de Jodrell Bank (U.K.). Imagem reproduzida, sendo a autoria de Jim Cohen.
De facto, neste momento o problema ambiental mais preocupante para a Rádio Astronomia vem dos satélites de telecomunicações e navegação, um problema que cresce, pois anualmente são lançados para o espaço cerca de 100 satélites. A figura 3 apresenta a emissão detectada em Jodrell Bank (dados de 1992) originada por um satélite de navegação. O pico de emissão corresponde a uma densidade de fluxo de 10 000 000 Jy, que significa uma emissão milhões de vezes mais forte que a emissão detectada proveniente dos mais brilhantes quasars (ordem dos Jys; a tracejado mostra-se a emissão correspondente a uma densidade de fluxo de 1 Jy). Não se pense que o problema apenas reside na intensidade da emissão. Na verdade, um grave problema para a Rádio Astronomia é o facto dos satélites não emitirem apenas em frequências bem definidas, mas também emitirem sinais secundários em frequências adjacentes (como aliás se pode observar na figura 3). Estes sinais secundários não são aproveitados pelas telecomunicações, sendo apenas "ruído", o qual pode literalmente obliterar sinais de interesse astronómico. É fácil assim perceber que de nada serve construir rádio observatórios em zonas isoladas de forma a evitar a poluição em rádio. Não deixa de ser caricato que os países que investem milhões de dólares na construçãode observatórios, arruinem, simultaneamente, os mesmos projectos através da participação ou motivação de outras actividades incompatíveis.

Fig. 3.Imagem reproduzida, sendo a autoria de Jim Cohen (JBO).
O problema da coabitação da indústria de telecomunicações e da Rádio Astronomia tem sido discutido no âmbito de organizações internacionais como sejam a International Astronomical Union (IAU), International Telecommunications Union (ITU), Union de Radio Science Internationale (URSI), entre outras. Cada 2 a 3 anos decorre uma conferência mundial sobre comunicação na banda rádio (World Radiocommunication Conference; WRC). Nesta conferência os países membros da ITU reúnem-se para dividir o espectro de frequências rádio entre várias aplicações, tais como comunicações pessoais, emissão por satélites, Rádio Astronomia e investigação espacial. A WRC também coordena a partilha entre serviços na mesma banda de rádio. As decisões da WRC são incorporadas nos regulamentos que governam os serviços mundiais que utilizam as ondas rádio. As decisões decorrentes da última WRC, na Turquia, foram extremamente importantes para a Rádio Astronomia. Desta feita, foram decididas medidas que protegem a banda entre os 71 e 275 GHz para fins astronómicos. Esta zona do espectro ainda se encontra livre da "selva electromagnética", pois a tecnologia comercial só agora começa a desenvolver-se acima dos 50 GHz. É relevante que medidas de protecção tenham sido tomadas a tempo, pois esta banda do espectro começa a ter grande impacto na Astronomia. Veja-se, por exemplo, o projecto de construção do Atacama Large Millimeter Array (ALMA) no Chile, um consórcio que envolve os EUA e a Europa. É de todo o interesse que medidas desta natureza continuem a ser implementadas no futuro.

(1) Técnica que permite a combinação de dados de diferentes rádio-telescópios com o fim de se aumentar a resolução.

Doutora Sónia Anton


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