21/12/2021 - 9:48
Com lançamento programado para agosto de 2022 e chegada ao cinturão de asteroides em 2026, a nave espacial Psyche, da Nasa, orbitará um mundo que mal podemos identificar da Terra e nunca visitamos.
O alvo da missão – um asteroide rico em metal, também chamado Psyche, no cinturão principal entre Marte e Júpiter – é um mundo desconhecido no espaço sideral. Dos telescópios baseados na Terra e no espaço, o asteroide aparece como um borrão difuso. O que os cientistas sabem, a partir de dados de radar, é que ele tem o formato de uma batata e gira de lado.
Ao analisarem a luz refletida do asteroide, os cientistas levantaram a hipótese de que o Psyche é incomumente rico em metal. Uma possível explicação é que ele se formou no início do nosso sistema solar, seja como um núcleo de um planetesimal – um pedaço de um planeta – ou como um material primordial que nunca derreteu. Essa missão tem como objetivo descobrir isso, e no processo de fazê-lo, os cientistas esperam ajudar a responder a questões fundamentais sobre a formação do Sistema Solar.
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Grande desafio
“Se for parte de um núcleo de metal, será parte da primeira geração dos primeiros núcleos do nosso sistema solar”, disse Lindy Elkins-Tanton, da Universidade Estadual do Arizona (EUA), que, como investigadora principal, lidera a missão Psyche. “Mas não sabemos realmente, e não saberemos de nada com certeza até chegarmos lá. Queríamos fazer perguntas primárias sobre o material que construiu os planetas. Estamos cheios de perguntas e não temos muitas respostas. É uma verdadeira exploração.”
Elkins-Tanton liderou o grupo que propôs Psyche como uma missão da classe Discovery da Nasa; a proposta foi selecionada em 2017. Um grande desafio, disse ela, foi escolher os instrumentos científicos da missão: como garantir que obterá os dados de que precisa quando não tem certeza do que, especificamente, estará medindo?
Por exemplo, para determinar do que exatamente o asteroide é feito e se ele é parte de um núcleo planetesimal, os cientistas precisavam de instrumentos que pudessem explicar uma série de possibilidades: níquel, ferro, diferentes tipos de rocha ou rocha e metal misturados.
Eles selecionaram um pacote de carga útil que inclui um magnetômetro para medir qualquer campo magnético; câmeras para fotografar e mapear a superfície; e espectrômetros para indicar do que a superfície é feita medindo os raios gama e nêutrons emitidos por ela. Os cientistas continuam a fazer hipóteses sobre do que Psyche é feito, mas “ninguém conseguiu inventar um Psyche que não possamos manipular com os instrumentos científicos que temos”, disse Elkins-Tanton.
Como viajar por um mundo desconhecido
Mas antes que os cientistas possam colocar esses instrumentos para funcionar, eles precisarão alcançar o asteroide e entrar em órbita. Após o lançamento de Cabo Canaveral, em agosto de 2022, Psyche navegará além de Marte nove meses depois, usando a força gravitacional do planeta para se lançar em direção ao asteroide. É uma viagem total de cerca de 2,4 bilhões de quilômetros.
A espaçonave começará sua abordagem final ao asteroide no fim de 2025. À medida que ela se aproximar de seu alvo, a equipe da missão ligará suas câmeras e o visual do asteroide se transformará da mancha difusa que conhecemos agora em um corpo em alta definição, revelando características superficiais desse mundo estranho pela primeira vez. As imagens também ajudarão os engenheiros a se orientar enquanto se preparam para entrar em órbita, em janeiro de 2026. A órbita inicial da espaçonave foi projetada para estar em uma altitude alta e segura – cerca de 700 quilômetros acima da superfície do asteroide.
Durante essa primeira órbita, o objetivo será medir o campo de gravidade do asteroide, a força que manterá a espaçonave em órbita. Com uma compreensão do campo gravitacional, a equipe poderá conduzir com segurança a espaçonave para cada vez mais perto da superfície enquanto a missão científica será realizada em menos de dois anos.
Psyche parece ser irregular, mais largo (280 quilômetros, em seu ponto mais largo) do que de cima para baixo, com uma distribuição desigual de massa. Algumas partes podem ser menos densas, como uma esponja, e algumas podem ser mais compactadas e mais maciças. As partes de Psyche com mais massa terão maior gravidade, exercendo uma atração mais forte na espaçonave.
Múltiplos cenários
Para resolver o mistério do campo gravitacional, a equipe da missão usará o sistema de telecomunicações da espaçonave. Medindo mudanças sutis nas ondas de rádio da banda X que saltam para frente e para trás entre a espaçonave e as grandes antenas da Deep Space Network ao redor da Terra, os engenheiros poderão determinar com precisão a massa, o campo gravitacional, a rotação, a orientação e a oscilação do asteroide.
A equipe tem trabalhado em cenários e criado milhares de “possíveis Psyches” – simulando variações na densidade e massa do asteroide e na orientação de seu eixo de rotação – para estabelecer as bases para o plano orbital. Eles podem testar seus modelos em simulações de computador, mas não há como saber com certeza até que a espaçonave realmente chegue lá.
Nos 20 meses seguintes, a espaçonave usará seu suave sistema de propulsão elétrica para mergulhar em órbitas cada vez mais baixas. As medições do campo gravitacional ficarão mais precisas à medida que a espaçonave se aproxima, e as imagens da superfície terão maior resolução, permitindo que a equipe melhore sua compreensão do corpo. Posteriormente, a espaçonave estabelecerá uma órbita final a cerca de 85 quilômetros acima da superfície.
É tudo um esforço para resolver os enigmas desse asteroide único: de onde veio o Psyche? Do que ele é feito? O que ele nos diz sobre a formação do Sistema Solar?
“Os humanos sempre foram exploradores”, disse Elkins-Tanton. “Sempre partimos de onde estamos para descobrir o que há para além daquela colina. Sempre queremos ir mais longe; sempre queremos imaginar. É inerente a nós. Não sabemos o que vamos encontrar e espero que fiquemos totalmente surpresos.”
