A "lua inconstante, "como Shakespeare chamou em Romeu e Julieta, é mais confiável do que seu par de amantes infelizes poderia ter pensado. Agora, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) planejam tornar a lua ainda mais confiável com um novo projeto para medir seu brilho.

Os cientistas colocam a lua para trabalhar diariamente como uma fonte de calibração para câmeras baseadas no espaço que usam o brilho e as cores da luz do sol refletida em nosso planeta para rastrear padrões climáticos, tendências na saúde da colheita, os locais de proliferação de algas nocivas nos oceanos e muito mais. As informações enviadas por imagens voltadas para a Terra permitem que os pesquisadores prevejam fomes e enchentes e podem ajudar as comunidades a planejar uma resposta de emergência e alívio em desastres.

Para garantir que o "verde" de uma câmera de satélite não seja o "amarelo de outra", "cada câmera é calibrada - no espaço - em relação a uma fonte comum. A lua é um alvo conveniente porque, ao contrário da Terra, não tem atmosfera e sua superfície muda muito pouco.

O problema é que, por todas as canções escritas sobre a luz da lua prateada, ainda não entendeu exatamente o quão brilhante é a luz refletida da lua, em todos os momentos e de todos os ângulos. As melhores medições de hoje permitem que os pesquisadores calculem o brilho da lua com incertezas de alguns por cento - não é bom o suficiente para as necessidades de medição mais sensíveis, diz Stephen Maxwell do NIST. Para compensar essas deficiências, os cientistas desenvolveram soluções alternativas complicadas. Por exemplo, eles devem verificar periodicamente a precisão de suas imagens de satélite, fazendo as mesmas medições de várias maneiras - do espaço, do ar e do solo - simultaneamente.

Ou, se quiserem comparar imagens tiradas em momentos diferentes por satélites diferentes, eles precisam garantir que haja alguma sobreposição durante seu tempo no espaço para que os geradores de imagens tenham a chance de medir a mesma parte do planeta mais ou menos ao mesmo tempo. Mas o que acontece se uma equipe de pesquisa não conseguir colocar uma nova câmera no espaço antes que a antiga seja aposentada? "Você obtém o que é chamado de lacuna de dados, e você perde a capacidade de juntar medições de diferentes satélites para determinar tendências de longo prazo, "Maxwell diz.

Saber realmente o quão brilhante está a lua - com incertezas de muito menos de 1 por cento - reduziria a necessidade dessas soluções logisticamente desafiadoras e, em última análise, economizaria dinheiro.

Portanto, o NIST está se preparando para fazer novas medições do brilho da lua. Os pesquisadores esperam que sejam as melhores medições até o momento.

"Brilho" aqui significa, especificamente, a quantidade de luz solar refletida na superfície da lua. Sua magnitude aparente é de cerca de 400, 000 vezes menor que o Sol, mas o brilho exato da lua depende de seu ângulo em relação ao Sol e à Terra. E esses ângulos seguem um padrão complexo que se repete aproximadamente a cada 20 anos.

Para capturar o luar em seu novo experimento, pesquisadores usarão um pequeno telescópio como o que Maxwell chama de "balde de luz, "projetado para coletar tudo, desde a radiação ultravioleta (cerca de 350 nanômetros, bilionésimos de metro) através do espectro visível e no infravermelho de ondas curtas (2,5 micrômetros, milionésimos de metro). A única lente do telescópio de 150 mm (6 polegadas) é feita de um composto chamado fluoreto de cálcio, que - ao contrário do vidro mais comum - pode focar o luar dessa ampla faixa de comprimentos de onda em um detector.

Mas esse telescópio precisará ser calibrado antes de cada medição. Então, cerca de 15 a 30 metros (50-100 pés) de distância, a equipe de pesquisa irá configurar uma fonte de luz de banda larga, ou seja, um com uma ampla distribuição de comprimentos de onda - com uma saída confiável. Para validar a fonte de banda larga, os cientistas também usarão uma segunda lâmpada que emite apenas uma faixa estreita de comprimentos de onda por vez e pode ser ajustada para diferentes faixas conforme necessário. Testes noturnos com essas fontes calibradas vincularão as descobertas da equipe à lua ao Sistema Internacional de Unidades (SI).

Felizmente, o estudo NIST não precisará coletar dados por 20 anos, Maxwell diz; três a cinco anos serão tempo suficiente para reunir mais de 95% dos ângulos de que precisarão. Para obter o máximo de luar não adulterado possível, o experimento está programado para começar a fazer medições em 2018 no Observatório Mauna Loa, no Havaí. Sentado em cerca de 3, 300 metros (11, 000 pés), em um dos maiores vulcões do mundo, o local planejado está acima de grande parte da influência distorcida da atmosfera da Terra.

Embora o experimento leve anos para ser concluído, Maxwell acha que mesmo os dados preliminares serão úteis para a comunidade "quase que imediatamente, "como uma verificação em relação ao sistema atual. Imagens voltadas para a Terra que poderiam se beneficiar do novo conjunto de dados do NIST incluem a série Landsat, GOES-16 e dezenas de satélites comerciais.