A primeira medição precisa da distância entre a Terra e o Sol

Desde que Johannes Kepler formulou os postulados que regem o movimento planetário, forneceu à Ciência os fundamentos necessários para calcularmos as distâncias astronômicas no Sistema Solar e no Universo ao nosso redor. A Terceira Lei de Kepler, que estabelece uma relação matemática entre o período orbital de um planeta e a sua distância até o Sol, nos permitiu criar um mapa do Sistema Solar, que orientaria as nossas futuras missões espaciais.

Mas havia um problema: neste mapa astronômico de Kepler, as distâncias eram todas relativas. As medidas eram dadas em Unidades Astronômicas o equivalente à distância média entre a Terra e o Sol. E essa medida fundamental para calcularmos as distâncias no Universo permaneceu desconhecida por muito tempo, sendo objeto de estudo desde a Grécia antiga, mas que só foi determinada com precisão, pela primeira vez, em 1672, em uma missão épica, realizada ao mesmo tempo em Paris e em Caiena, na distante e selvagem Guiana Francesa.

Naquele ano, Marte atingiria sua oposição, que é o ponto de sua órbita em que ele está mais próximo da Terra, e na direção oposta ao Sol. Os astrônomos da Academia de Ciências de Paris queriam aproveitar essa proximidade para calcular a distância da Terra até o Planeta Vermelho e, a partir desta medida, calcular o valor da Unidade Astronômica e, consequentemente, todas as outras medidas do Sistema Solar.

Obviamente, não havia uma régua grande o suficiente para medir distâncias astronômicas. A fita métrica utilizada pelos astrônomos foi a matemática, apoiada no que havia de mais moderno e inovador na Ciência daquela época. A medição foi feita através da paralaxe, que consiste em medir a posição aparente do planeta no céu, ao mesmo tempo, a partir de dois locais distintos da Terra. Conhecendo a distância entre esses dois locais, a diferença angular das posições observadas, nos permitiria calcular a distância até Marte utilizando semelhança de triângulos.

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Parece simples, e de fato é. Afinal, naquela época, a paralaxe já era amplamente utilizada para medir grandes distâncias em solo. Mas nunca havia sido usada para medir uma distância tão grande. E não faltavam motivos para isso.

Para a paralaxe ser precisa, seria necessário uma grande distância entre os observadores e essa distância precisaria ser conhecida. Mas não existia Google Maps, nem GPS e as medições geográficas naquela época eram bastante incertas. Também não existiam relógios que pudessem medir o tempo com precisão, o que permitiria o cálculo mais exato das longitudes e a sincronização das observações a partir de locais tão distantes. Mas o século XVII foi uma época dourada para a Ciência. E foi utilizando modernos instrumentos e as descobertas científicas mais recentes que os astrônomos calcularam a medida que desafiava a humanidade desde a antiguidade.

A criação da Academia de Ciências de Paris em 1666 foi de extrema importância para essa empreitada científica. Ao reunir os melhores cientistas de diversas áreas do conhecimento, com o objetivo de promover o desenvolvimento das Ciências na França, a Academia estabeleceu as bases para a primeira grande expedição puramente científica da história. Enviada à Guiana, essa missão tinha um objetivo monumental: medir, pela primeira vez, a distância entre a Terra e o Sol.

Entre os encarregados dessa missão estavam:

• Giovanni Domenico Cassini, o renomado, experiente e um dos mais importantes astrônomos do seu tempo; e
• Jean Richer, na época um desconhecido astrônomo e que hoje, continua desconhecido, mas que teve um papel fundamental para o sucesso daquela missão.

Richer era um aprendiz da Academia de Ciências e foi designado para a parte mais complicada da missão: viajar até Caiena, na Guiana Francesa, onde construiria um observatório astronômico e tomaria as medidas necessárias para, em conjunto com os dados coletados na França, calcular a Unidade Astronômica. Era como um estagiário, enviado para uma missão complicada, perigosa e potencialmente mortal, enquanto Cassini realizaria sua parte, confortavelmente instalado no recém construído Observatório de Paris.

A própria viagem, levando mantimentos e equipamentos pesados até a América do Sul, já seria uma aventura épica. Em abril de 1672, Richer desembarcou em uma Caiena em reconstrução, depois de uma invasão inglesa alguns anos antes.

Na bagagem, entre outras coisas, Richer trazia um grande octante de quase dois metros, uma luneta de um metro e meio e outra de 6 metros de comprimento. Além de dois relógios de pêndulo, o mais preciso marcador de tempo da época, recentemente inventado por Christiaan Huygens.

A partir de seu modesto observatório, construído de folhas de palmeira e cascas de árvore, Richer enfrentou condições extremamente adversas. Desde os preços exorbitantes de mantimentos até as doenças tropicais e condições meteorológicas completamente desfavoráveis, com nuvens cobrindo o céu quase todas as noites em que não estava chovendo torrencialmente.

Ainda assim, Jean Richer realizou proezas notáveis. Ele observava os instantes exatos dos eclipses das luas de Júpiter para sincronizar os relógios e calcular a longitude do local. O cálculo da latitude era feito pela medição da elevação da Estrela Polar através do seu poderoso octante. Ele calculou a distância até Paris a partir das coordenadas do observatório e do raio da Terra, que havia sido medido recentemente por seu colega Jean-Felix Picard.

Richer e Cassini combinavam suas observações por meio de cartas enviadas nos navios comerciais. Quando Richer retornou de Caiena em maio de 1673, trouxe consigo os dados essenciais que seriam utilizados para calcular as medidas do Sistema Solar, marcando assim uma contribuição valiosa para a compreensão do Cosmos.

A paralaxe de Marte medida por Richer e Cassini era de apenas 15 segundos de grau. Através dessa diferença mínima, a distância até Marte foi determinada e serviu como valor de referência para calcular a Unidade Astronômica em cerca de 140 milhões de quilômetros.

Hoje sabemos que esse valor é um pouco maior (149,6 milhões de km), mas as medições precisas de Richer e Cassini revelaram um universo muito mais grandioso do que se imaginava. A paralaxe de Marte, meticulosamente determinada, revelou ao mundo que o Sistema Solar era vinte vezes maior do que se acreditava na época, com o Sol se destacando como um corpo colossal, 100 vezes maior que a Terra.

Nesses 15 segundos de arco, uma medida tão pequena que passaria despercebida aos olhos humanos, reside toda a grandiosidade do Cosmos. A Ciência, impulsionada pela determinação de Richer e pela excelência de Cassini, pode finalmente completar o Mapa do Sistema Solar de Kepler, que depois dessa épica expedição à Caiena, finalmente, ganhou uma escala. E uma escala que revela a magnitude extraordinária do Universo em que vivemos!

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