“Procurar por um sinal de banda larga curto é um processo completamente diferente do que procurar por um sinal de banda estreita tradicional”, explica Josh Von Korff, do SETI @ home membro da equipa que foi responsável pelo programa Astropulse. Tradicionalmente o SETI @ home olha para uma banda de rádio em torno da linha de hidrogénio, entre 1418,75 MHz e 1421,25 MHz, mas o programa não examina toda a faixa de 2,5 MHz de largura de uma vez só. Em vez disso, fatia os dados brutos em segmentos de banda tão finos quanto 0,07 Hertz cada um em busca de um sinal de banda estreita. O desafio é, então, para reconstruir o sinal original, compensando o desvio Doppler causado pelo movimento relativo da Terra e do planeta de origem. Desde que o movimento não é conhecido, o programa é executado através de uma gama de possibilidades diferentes, experimenta uma vasta gama de diferentes taxas de deriva em busca de um sinal real.
O programa Astropulse também olha para a mesma faixa de 2,5 MHz em torno da linha do hidrogénio, mas não gasta tempo tentando compensar o desvio Doppler. Isso ocorre porque Astropulse está à procura de sinais que iria cobrir toda a largura de banda de 2,5 MHz - que é de dois milhões e meio de Hertz - mais de trinta milhões de vezes mais ampla do que a melhor banda do SETI @ home tradicionail. Qualquer desvio Doppler no sinal cairia dentro desta banda larga e de qualquer maneira faria parte do sinal total. Como resultado, não é necessário compensar a deriva como é o caso de um sinal de banda estreita.
Mas, embora Astropulse não precise preocupar-se com o desvio Doppler, tem de se preocupar com um problema diferente, que não se coloca no tradicional SETI @ home. Esta é a verdade inconveniente de que as ondas eletromagnéticas, incluindo sinais de rádio, viajarem a velocidades ligeiramente diferentes no espaço, dependendo de sua freqüência. Como aprendemos na escola, todos os sinais de rádio viajam à velocidade da luz, mas isto é literalmente verdade apenas em vácuo absoluto (o espaço não é um vácuo absoluto). Ao viajar através de um meio de ondas de alta frequência, o sinal vija sempre assim ligeiramente mais rápido do que em mais baixas frequências. Em ondas de luz, sabemos bem como o efeito de refracção, o efeito familiar onde um feixe de luz branca é dividido nas suas cores componentes, ao passar através de água ou um prisma. Isso é causado pelo facto de que as cores diferentes, representando diferentes comprimentos de onda, passarem pelo meio em velocidades ligeiramente diferentes.
À primeira vista parece que este fenómeno dificilmente afecta as transmissões de alienígenas no espaço. A luz pode ser afectada pela água ou prismas, mas não o é no vazio do espaço interestelar em si? Como acontece, a resposta é não. Quando comparado com o nosso ambiente denso da Terra, o espaço interestelar certamente parece vazio, mas é de facto muito longe de um verdadeiro vácuo. É na maior parte preenchida com diferentes concentrações de átomos de hidrogénio livre, flutuante, composto por um único protão e um único electrão. Em muitos desses protões e electrões ao se separarem, resultam em partículas carregadas chamadas iões de flutuação livre. Todos juntos, os átomos, iões e electrões livres formam o "meio interestelar" através dos quais os sinais de rádio devem passar.
O Observatório de Arecibo, Porto Rico onde todos os dados do SETI @ home são recolhidos. O radiotelescópio de 300 metros (1.000 pés ), o maior do mundo, está ameaçado de encerramento por razões orçamentais. Sociedade Planetária está a lutar para salvar a instalação.
Crédito: NAIC - Arecibo Observatory, uma instalação do NSF
Enquanto o SETI @ home tradicional procura um sinal de banda estreita, isto não é um problema. Uma vez que a transmissão inteira é concentrada numa frequência estreita, toda ela viaja na mesma velocidade e chega à Terra, ao mesmo tempo como um sinal único e coerente. Mas para pesquisas no Astropulse as transmissões de banda larga, estão espalhadas por uma banda de 2,5 MHz do espectro. Podemos pensar nessa transmissão como uma combinação de vários sinais de banda estreita de frequências adjacentes, todos transmitidos simultaneamente como um único sinal de banda larga. Por causa das diferentes velocidades em que as diferentes frequências viajam, no entanto, as porções de alta frequência do sinal vão chegar à terra antes das frequências mais baixas. Isto significa que um pulso de banda larga que era forte e coerente, quando se punha a caminho será atrasado num espaço de tempo de vários milissegundos em que é recebido na Terra. No pulso a transmissão seria facilmente perdida no ruído de fundo.
A primeira tarefa para o Astropulse então é reverter o efeito de manchas e reconstruir o sinal original forte. Para fazer isso o Astropulse usa o algoritmo Fast Fourier Transform (FFT), o mesmo usado pelo programa SETI @ home tradicional. O FFT divide os dados brutos em finas fatias de banda estreita, que depois se recombinam com outras parcelas ao longo de uma linha do tempo. Uma fatia que contém o maior comprimento de onda é combinado com uma fatia de comprimento de onda um pouco mais curto que foi recebido pouco antes, e assim por diante, passo a passo, até que o sinal de menor comprimento de onda, o que chegou mais cedo, é adicionado. Se um pulso forte tinha sido enviado em primeiro lugar, então a combinação de todos estes cortes irá reconstruí-lo e aparecerá o sinal alto e claro.
Há no entanto uma falha grave neste método. Por forma a podermos reconstruir um sinal dessa maneira, teríamos que saber a hora exacta de tempo decorrido entre a porção de maior frequência e a porção de frequência mais baixa do sinal. Se por exemplo o tempo real de atraso num sinal é de 4 milésimos de segundo, combinado no Astropulse com cortes de uma frequência mais baixa da largura de banda que foram recebidos, será apenas de 1 milissegundo, em seguida, será registado.
A única maneira de reconstruir um sinal de banda larga é adicionar e unir as suas estreitas componentes, tendo em conta a hora certa de desfasamento entre elas. Este intervalo depende da distância que o sinal viajou no meio interestelar: quanto maior a distância, maior o intervalo de tempo. Infelizmente não temos nenhum indício onde uma civilização alienígena poderia ser localizada, e quais as distâncias que as suas transmissões devem abranger, antes de ser recebido na Terra. Não sabendo a distância, não sabemos o atraso nos sinais, e não se pode reconstruir a transmissão dos alienígenas.
A solução para este problema será experimentar uma série de tempo possível nas diferentes desfasagens, um após o outro. Em cada caso o Astropulse processa a unidade de trabalho inteira procurando por um sinal de banda larga através da combinação de sinais de banda estreita num intervalo de tempo específico. O caminho mais curto de lapso de tempo que o programa tenta entre a maior e a menor fatia de frequência é de 0,4 milissegundos, e o maior é dez vezes maior - 4 milissegundos. Entre esses dois extremos, o Astropulse processa cada unidade de trabalho cerca de 15.000 vezes!
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