SETI e mensagens para o cosmos: Ozma, Arecibo, Pioneer e Voyager

Em novembro de 1974, um radiotelescópio no Caribe apontou para um aglomerado de estrelas a 24 mil anos-luz de distância e transmitiu, em menos de três minutos, um retrato cifrado da humanidade: números, a composição química do DNA, a forma de uma pessoa, um mapa do Sistema Solar e um desenho do próprio telescópio. Foi um gesto quase simbólico — a resposta, se vier, não chegará antes de 48 mil anos —, mas também o ponto mais visível de um esforço bem mais antigo e persistente: tentar descobrir se há alguém mais ouvindo. Este artigo conta a história de dois lados da mesma pergunta — escutar o céu à procura de sinais alheios (SETI, a "busca por inteligência extraterrestre") e, vez ou outra, também falar, com sondas e mensagens de rádio que carregam um pedacinho de quem somos.

Texto em revisão. Este é um artigo de teste, escrito a partir de fontes de referência; as fontes estão listadas no final.

Escutar é mais barato que gritar: como nasceu o SETI

A lógica por trás da busca é simples: transmitir um sinal poderoso o bastante para atravessar anos-luz custa caro e exige uma civilização decidida a se anunciar; escutar, em compensação, é relativamente barato, simples e seguro — não expõe ninguém (Moché, p. 344). Por isso, a maior parte da história do SETI é uma história de antenas apontadas para o céu, não de mensagens enviadas.

Projeto Ozma (1960). O radioastrônomo americano Frank Drake decidiu testar a ideia na prática. Ele apontou a antena de 26 metros do observatório de Green Bank, na Virgínia Ocidental, para duas estrelas parecidas com o Sol e relativamente próximas — Tau Ceti e Épsilon Eridani —, sintonizado na frequência de 1.420 MHz (comprimento de onda de 21 cm), a linha espectral emitida pelo hidrogênio neutro, o elemento mais comum do universo (Philip's Encyclopedia, p. 362; Moché, p. 344). A escolha da frequência não foi arbitrária: qualquer civilização que soubesse rádio e química básica reconheceria essa linha como um "canal natural" de comunicação, um ponto de encontro que não depende de acordo prévio. Depois de poucos meses de escuta, sem nenhum sinal artificial detectado, o projeto foi encerrado (Philip's Encyclopedia, p. 362). Ozma não encontrou nada — mas inaugurou um método de trabalho que se mantém até hoje.

O "buraco d'água" (waterhole). A ideia da linha do hidrogênio evoluiu para um conceito mais amplo: a faixa entre 1.400 e 1.700 MHz, batizada de waterhole (numa alusão a um poço d'água onde animais diferentes se encontram em paz), delimitada de um lado pela linha do hidrogênio neutro (H) e do outro pela linha da hidroxila (OH) — H e OH formam H₂O, água, daí o nome. É uma região de ruído natural baixo, um "silêncio" cósmico conveniente para escutar sinais fracos (Moché, p. 345). A busca nessa faixa (e em faixas vizinhas) se organizou historicamente em duas estratégias complementares: uma varredura de todo o céu, cobrindo uma faixa ampla de frequências (de 1.000 a 10.000 MHz), e uma busca direcionada, mirando estrelas específicas a até 100 anos-luz, numa faixa mais estreita (1.000 a 3.000 MHz) (Moché, p. 345-346).

Da escuta amadora aos grandes projetos

Projeto Cyclops (1971). Um estudo da NASA Ames imaginou, no papel, uma escuta em escala monumental: um arranjo de 1.000 a 2.500 antenas de 100 metros cada, a um custo estimado (em valores de 2001) de cerca de US$ 20 bilhões. O Cyclops nunca saiu do papel — mas sua ideia central, a de somar muitas antenas pequenas para simular uma antena gigante, foi retomada décadas depois no Allen Telescope Array (Philip's Encyclopedia, p. 363), um arranjo planejado com 350 antenas menores trabalhando em conjunto (Moché, p. 345).

Projeto Phoenix (a partir de 1995). Assumiu uma estratégia mais focada: em vez de varrer o céu inteiro, concentrou-se em cerca de mil estrelas a menos de 200 anos-luz, consideradas boas candidatas a abrigar planetas habitáveis, usando um receptor capaz de analisar 28 milhões de canais de rádio simultaneamente. Começou no radiotelescópio de Parkes, na Austrália, em 1995 (Philip's Encyclopedia, p. 362).

Serendip IV (1997). Rodando "de carona" no radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, o Serendip IV analisava 168 milhões de canais a cada 1,7 segundo — um volume de dados que, na época, só era viável processar distribuindo o trabalho entre muitos computadores (Philip's Encyclopedia, p. 363).

SETI@home. Foi exatamente essa necessidade que deu origem a um dos projetos de ciência cidadã mais populares da história: o SETI@home, lançado em 1999 pela Universidade da Califórnia em Berkeley, distribuía pedaços dos dados de rádio captados (principalmente por Arecibo) para computadores pessoais no mundo todo, que analisavam o sinal quando estavam ociosos — um protetor de tela que também processava dados científicos. Até meados de 2001, já eram cerca de 3,5 milhões de computadores participando (Philip's Encyclopedia, p. 363; Moché, p. 346).

SETI óptico. Nem toda busca é por rádio. Em 1962, o físico Charles Townes — um dos inventores do laser — sugeriu que civilizações avançadas poderiam se comunicar com pulsos de luz laser em vez de ondas de rádio. Um laser de 10 kW acoplado a um telescópio de 5 metros, calculou ele, pareceria, por um instante, mais brilhante que o próprio Sol visto a 100 anos-luz de distância — um sinal impossível de confundir com qualquer fonte natural (Philip's Encyclopedia, p. 363). A ideia deu origem, décadas depois, a programas dedicados de SETI óptico, procurando por flashes de laser em vez de sinais de rádio.

A base teórica. Em 1966, os astrônomos Iosif Shklovskii e Carl Sagan publicaram Intelligent Life in the Universe, um dos livros fundadores da discussão científica sobre o tema, reunindo os argumentos que embasariam décadas de projetos de busca (Philip's Encyclopedia, p. 365).

O que veio depois: SETI@home acabou, mas a busca não parou

Os livros-fonte deste artigo descrevem o estado do SETI até o início dos anos 2000, quando ainda parecia razoável falar em "décadas de escuta sem resultado" como uma novidade digna de nota. Hoje sabemos que esse número de décadas praticamente dobrou, sem que nenhum sinal artificial inequívoco de origem extraterrestre tenha sido confirmado — o que os cientistas do campo tratam como um resultado normal de um espaço de busca gigantesco, não como evidência de ausência.

Vários projetos citados nos livros-fonte já não existem na forma descrita: o SETI@home distribuiu sua última unidade de trabalho em março de 2020, encerrando a fase de computação distribuída (o projeto entrou oficialmente em "hibernação", com a análise dos dados já coletados seguindo por outros meios). O radiotelescópio de Arecibo, que sustentou boa parte da busca por décadas (incluindo o Serendip IV e a mensagem de 1974 descrita adiante), sofreu o colapso estrutural do prato principal em dezembro de 2020 e nunca foi reconstruído — um baque para a radioastronomia mundial, não só para o SETI.

Em compensação, a busca continua com instrumentos novos. O Breakthrough Listen, um projeto financiado pelo empresário Yuri Milner desde 2015, é hoje um dos maiores programas de SETI em atividade, usando radiotelescópios como o Green Bank (nos Estados Unidos) e o Parkes (na Austrália) para uma varredura muito mais sensível do que qualquer coisa disponível nos anos 1990. Na China, o radiotelescópio FAST, de 500 metros de diâmetro — o maior prato único do mundo, inaugurado em 2016 —, também dedica parte de seu tempo de observação à busca por sinais tecnológicos. O próprio Allen Telescope Array, hoje operado por instituições ligadas ao SETI Institute, segue em atividade, ainda que com um número de antenas bem menor do que as 350 originalmente planejadas.

As mensagens que a humanidade já mandou

Escutar é a estratégia dominante, mas a humanidade também já tentou, algumas poucas vezes, o oposto: falar primeiro.

As placas das Pioneer. As sondas Pioneer 10 e 11, lançadas para explorar Júpiter e Saturno, carregam cada uma uma placa metálica gravada com um desenho simples: a posição do Sol em relação a catorze pulsares (uma espécie de "endereço" cósmico), o esboço de um homem e de uma mulher, e um diagrama do Sistema Solar. A Pioneer 10 foi a primeira sonda a atravessar o cinturão de asteroides e a fotografar Júpiter de perto, em 1973, e a primeira a ultrapassar a órbita de Netuno, em 1983; a Pioneer 11 seguiu o mesmo caminho para fora do Sistema Solar em 1990 (Moché, p. 342). O último contato de rádio com a Pioneer 10 aconteceu em 22 de janeiro de 2003, quando a sonda estava a cerca de 12,2 bilhões de quilômetros da Terra (Moché, p. 342); a Pioneer 11 já havia perdido o contato alguns anos antes. As duas seguem viajando, silenciosas, para fora do Sistema Solar.

O disco de ouro das Voyager. As sondas Voyager 1 e 2, lançadas em 1977, levam algo bem mais ambicioso: um disco de cobre banhado a ouro, com instruções gravadas na capa sobre como reproduzi-lo, contendo sons da Terra (vento, ondas do mar, animais), cerca de 90 minutos de música de diferentes culturas, imagens codificadas e saudações faladas em 60 idiomas — além de sons humanos como um beijo e o choro de um bebê (Moché, p. 342). As duas sondas tinham como objetivo científico principal sobrevoar os planetas gigantes, mas também buscavam alcançar a heliopausa, o limite onde o vento solar cede lugar ao espaço interestelar; a energia dos geradores nucleares das Voyager foi projetada, na época do lançamento, para durar até cerca de 2020 (Moché, p. 342-343).

A mensagem de Arecibo (1974). Diferente das placas e do disco, que só serão lidos se alguém encontrar fisicamente as sondas — algo estatisticamente improvável em prazos humanos —, a mensagem transmitida pelo radiotelescópio de Arecibo foi um sinal de rádio deliberado, endereçado ao aglomerado globular M13, na constelação de Hércules, a cerca de 24.000 anos-luz de distância. Codificada em 1.679 bits (um número escolhido de propósito, por só ter duas formas de fatoração possíveis — 73 × 23 —, uma pista para organizar os bits em uma grade retangular), a mensagem trazia, entre outras informações, os números de 1 a 10, os elementos químicos essenciais à vida, a estrutura do DNA, um desenho estilizado de um ser humano, um esboço do Sistema Solar e um desenho do próprio radiotelescópio. Mesmo que alguém em M13 a receba e responda de imediato, a resposta não chegaria à Terra antes de uns 48.000 anos — a soma da ida e da volta (Moché, p. 344).

A distância como o verdadeiro obstáculo. Os livros-fonte lembram, com razão, que a distância entre estrelas torna qualquer contato "de ida e volta" praticamente inviável nas escalas de tempo humanas: uma viagem até Alfa do Centauro, a estrela mais próxima do Sol, na velocidade das sondas Apollo, levaria milhares de anos (Moché, p. 340). É esse abismo de tempo e espaço — não falta de vontade — que faz da escuta passiva, e não da conversa, a estratégia dominante do SETI.

O que veio depois: onde estão as sondas hoje

Nos anos seguintes ao que os livros-fonte registraram, as Voyager tiveram seu momento mais celebrado: a Voyager 1 cruzou a heliopausa e entrou oficialmente no espaço interestelar em agosto de 2012, seguida pela Voyager 2 em novembro de 2018 — tornando-se os dois objetos feitos pelo ser humano mais distantes já lançados, ambos ainda enviando dados, ainda que cada vez mais fracos. À medida que a energia dos geradores nucleares se esgota, a NASA vem desligando instrumentos científicos das duas sondas, um a um, desde 2019, para esticar ao máximo a vida útil da comunicação com a Terra; a expectativa, na década de 2020, é de que as transmissões de rádio das duas sondas se tornem inviáveis ao longo desta década — os números exatos de quando isso acontece merecem conferência em fonte atualizada da NASA/JPL antes de publicação. As Pioneer, por outro lado, seguem completamente silenciosas desde o início dos anos 2000, viajando para sempre — ou até que alguém, algum dia, as encontre.

Depois de Arecibo, outras mensagens de rádio foram enviadas ao espaço por projetos menores e privados, incluindo transmissões batizadas de "Cosmic Call" e outras iniciativas de METI (Messaging Extraterrestrial Intelligence) — um campo que segue controverso mesmo entre cientistas: alguns defendem que anunciar nossa presença é importante para o conhecimento científico; outros argumentam que talvez seja prudente continuar só escutando, por enquanto.

Números e recordes

Curiosidades

• O número de bits da mensagem de Arecibo (1.679) foi escolhido justamente por ser um número semiprimo com fatoração única (23 × 73), uma pista matemática simples para qualquer civilização organizar a sequência de bits em uma grade e "revelar" a imagem escondida nela.
• A escolha de Tau Ceti e Épsilon Eridani no Projeto Ozma não foi por acaso: são duas das estrelas parecidas com o Sol mais próximas da Terra, ambas visíveis a olho nu do Brasil (Baleia e Erídano, respectivamente).
• O disco de ouro da Voyager foi organizado por uma equipe liderada por Carl Sagan — o mesmo autor, junto com Iosif Shklovskii, do livro que ajudou a fundar a discussão científica sobre vida extraterrestre quase quinze anos antes.
• Apesar do nome "SETI@home" sugerir só ciência amadora, o projeto processava dados reais coletados por instrumentos profissionais como o radiotelescópio de Arecibo — a "escuta" era de verdade, só a análise é que foi distribuída entre voluntários.

Considerações finais

Entre escutar e falar, a humanidade escolheu majoritariamente escutar — e segue fazendo isso, com instrumentos cada vez mais sensíveis, mais de sessenta anos depois do primeiro experimento de Frank Drake. As poucas vezes em que decidiu falar, fez isso de um jeito quase poético: uma placa de metal à deriva, um disco de música e sons cotidianos, um punhado de bits organizados em forma de imagem, endereçados a um aglomerado de estrelas que ninguém vai visitar tão cedo. Nenhuma resposta chegou até agora — e é bem provável que não chegue durante a vida de quem lê este texto —, mas o gesto de tentar, e de continuar escutando, segue sendo uma das aventuras mais silenciosas e persistentes da exploração espacial.

Quem quiser localizar no céu as estrelas e a região citadas aqui pode conferir os guias de Hércules e do aglomerado M 13, destino da mensagem de Arecibo. Para saber mais sobre como se detectam planetas ao redor de outras estrelas — os mesmos lugares que o SETI escuta —, veja o artigo sobre exoplanetas.

Referências

• MOCHÉ, Dinah L. Astronomy: A Self-Teaching Guide. 7. ed. Hoboken: Wiley, 2009. Mensagens para o cosmos: Pioneer, Voyager e o sinal de Arecibo, p. 340-344; SETI e o "buraco d'água", p. 344-346.
• MOORE, Patrick (ed.). Philip's Astronomy Encyclopedia. Londres: Philip's. Verbete SETI, p. 362-363.
• NASA/JPL. Páginas de missão das sondas Pioneer e Voyager. Consulta de referência para status atual (conferir antes de publicar).