Onde dá para estacionar no espaço?

Tempestades no Sol podem desativar satélites, o GPS e redes elétricas. Para a Terra saber delas com antecedência, uma sonda vigia o Sol ficando sempre entre ele e nós. Só que no espaço não dá para parar: o que fica parado cai no Sol. Como ela se mantém lá?

Equilibrar a gravidade não basta

Entre o Sol e a Terra existe um lugar onde a atração dos dois se equilibra, a cerca de 260.000 km da Terra. Mas lá a sonda não se segura: nada a faz curvar, então ela segue em linha reta, enquanto o Sol faz a Terra curvar ao longo da órbita. Ela não fica no lugar.

Quem está mais perto gira mais rápido

Mercúrio dá a volta no Sol em 88 dias, a Terra em um ano e Marte em quase dois anos. Quanto mais perto do Sol, mais forte ele puxa, mais rápido um corpo precisa ir para não cair e mais curta é a sua órbita.

Se só o Sol puxasse

Para ficar parada em relação à Terra, a sonda precisa dar a volta no Sol em um ano, como ela. Mas se só o Sol a puxasse, uma sonda um pouco mais perto do Sol giraria mais rápido e ultrapassaria a Terra. Uma sonda um pouco mais longe ficaria para trás.

L1: a Terra freia

Só que a Terra também puxa a sonda, no sentido oposto ao do Sol, e assim enfraquece a atração do Sol e a sonda gira mais devagar. A 260.000 km, a Terra anula essa atração por completo, o que é demais; a cerca de 1,5 milhão de km da Terra fica na medida certa, e a sonda dá a volta no Sol em um ano, como a Terra. Esse lugar se chama L1, o primeiro dos cinco pontos de Lagrange, que levam o nome do matemático que os calculou.

L2: a Terra dá um empurrão

Atrás da Terra é o contrário: a Terra puxa a sonda no mesmo sentido que o Sol, e por isso a sonda gira mais rápido do que se só o Sol a puxasse. De novo, a cerca de 1,5 milhão de km da Terra, ela dá a volta no Sol em exatamente um ano. Esse é o L2.

O telescópio James Webb

No L2 orbita o telescópio James Webb. De lá, o Sol, a Terra e a Lua ficam sempre do mesmo lado, então um único escudo solar do tamanho de uma quadra de tênis cobre todos eles. Atrás dele, o telescópio fica na sombra e congela abaixo de −220 °C — só assim ele capta o calor fraco de galáxias distantes.

Cinco pontos

Existem cinco lugares assim. O L3 fica do lado oposto à Terra, atrás do Sol; o L4 e o L5, na órbita da Terra, 60° à frente e atrás dela. Por que justamente ali não dá para explicar de um jeito simples, mas o cálculo mostra que ali também uma sonda dá a volta no Sol em exatamente um ano.

Topo de morro ou vale?

O L1, o L2 e o L3 são como o topo de um morro: se uma sonda no L2 se afasta um pouco da Terra, a Terra a puxa com menos força e ela se afasta ainda mais. Por isso o Webb liga o motor por pouco tempo a cada poucas semanas. O L4 e o L5 são como vales: o que fica preso ali, ali fica.

Asteroides perto de Júpiter

Todos os planetas têm esses mesmos pontos. Júpiter mostra que os vales seguram: nos seus pontos L4 e L5 ficaram presos mais de dez mil asteroides, que giram com ele em torno do Sol há bilhões de anos.

Então, onde dá para estacionar?

Nos pontos de Lagrange: ali uma sonda dá a volta no Sol em exatamente um ano e não se mexe em relação à Terra. É assim que a sonda do começo vigia o Sol do L1 e que o Webb se esconde dele no L2. Do L1 ao L3 é preciso ligar o motor de vez em quando; no L4 e no L5, a sonda se mantém sozinha.