Durante décadas, a NASA lançou enormes balões científicos na atmosfera da Terra, quilômetros acima da altitude dos vôos comerciais. O programa Balloon está atualmente preparando novas missões com instrumentos sensíveis, incluindo um projetado para investigar o nascimento de nosso universo e outro com origens globais que irá ser instalado na Estação Espacial Internacional.
O Explorador de Polarização da Inflação Primordial da NASA (PIPER, na sigla em inglês), que lançará uma série de vôos de teste nos próximos anos, pode confirmar a teoria de que nosso universo se expandiu trilhão de trilhões de vezes imediatamente após o big bang. Essa rápida inflação teria abalado o tecido do espaço-tempo, gerando ondulações chamadas ondas gravitacionais. Essas ondas, por sua vez, devem ter produzido distorções para que sejam detectáveis no fundo de microondas cósmicas (CMB), a luz mais antiga do Universo, que se transformou em microondas pela expansão cósmica. Os padrões aparecerão nas medidas de como a luz CMB é organizada, uma propriedade chamada polarização. A descoberta de padrões de polarização de torção na CMB irá confirmar a inflação e levar os astrofísicos bem perto do big bang.
Enquanto as teorias de Albert Einstein descrevem com precisão a gravidade no Cosmos dilatado de hoje, essas leis físicas em larga escala não se encaixam quando nosso universo ainda era do tamanho de um átomo de hidrogênio. Para conciliar essa disparidade, o PIPER irá mapear todo o céu em quatro frequências diferentes, diferenciando padrões de torção no CMB (indicando ondas gravitacionais primordiais) e diferentes sinais de polarização devido a poeira interestelar. Para manter a sensibilidade, o telescópio voará imerso em um balde de hélio líquido do tamanho de uma banheira, resfriado à quase 272 graus Celsius abaixo de zero, bem perto do zero absoluto, a temperatura mais fria possível.
A missão PIPER foi projetada, construída e testada no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, em colaboração com a Universidade Johns Hopkins em Baltimore, a Universidade da Colúmbia Britânica, Canadá, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Boulder, Colorado, e a Universidade de Cardiff no País de Gales.
"Nós esperamos obter uma visão do nosso universo inicial à medida que se expandia do tamanho subatômico para o tamanho de um planeta em menos de um segundo", disse Al Kogut, investigador principal da PIPER. "Compreender a inflação também aumenta o conhecimento da física de partículas de alta energia, onde as forças da natureza atuam indistintamente umas das outras".
Enquanto a PIPER se prepara para observar a cerca de 32 quilômetros acima da Terra, a última iteração do experimento Massa e Energia dos Raios Cósmicos (CREAM, na sigla em inglês) está programada para ser lançada para a estação espacial em agosto. Embora a CREAM tenha sido feita por balão durante as seis missões anteriores, a carga útil atual levará a tecnologia da atmosfera terrestre ao espaço. CREAM irá amostrar diretamente a matéria de movimento rápido de fora do sistema solar, chamado raios cósmicos, a partir do Módulo de Experimento Japonês.
Os raios cósmicos são partículas de alta energia que viajam perto da velocidade da luz e que constantemente caem sobre a Terra.
Fonte: NASA
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