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JAXA

Missão Hayabusa 2:

MASCOT está pronta para pousar em asteroide

Missão conjunta de pouso da sonda MASCOT no asteroide Ryugu é coordenada pela agência espacial japonesa (JAXA) em parceria com instituições espaciais europeias. Em entrevista, o doutor Ralf Jaumann, principal cientista do projeto para o DLR fala sobre suas expectativas acerca dessa ousada missão espacial.

Da Redação*

Via Fanzine

14/08/2018

Concepção artística da JAXA mostra a Hayabusa 2

se aproximando da superfície do asteroide Ryugu.

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Sobre a missão Hayabusa 2 e a sonda MASCOT

Mais uma vez, o Japão corre atrás de um asteroide, após a abordagem do Itokawa pela sonda Hayabusa em 2005. Agora, numa segunda missão Hayabusa, orientais se unem a europeus para que no início de outubro de 2018 a sonda Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT) esteja em operação no asteroide Ryugu, onde deverá pousar. A ousada manobra de pouso de um instrumento terrestre sobre o corpo de um asteroide em movimento integra a Hayabusa 2, uma missão espacial a cargo da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) dedicada aos estudos em campo do asteroide Ryugu.

Essa missão mantém fortes vínculos com instituições científicas da Europa que participam amplamente em todo o trabalho de exploração do asteroide. Integrando o projeto estão a sonda de pouso alemã e a francesa MASCOT, instaladas a bordo da Hayabusa 2. Elas foram desenvolvidas pelo Centro Aeroespacial Alemão Deutsches Zentrum für Luft - und Raumfahrt (DLR). A construção teve estreita cooperação com a agência espacial francesa CNES (Centro Nacional de Estudos Espaciais). O Institut d'Astrophysique Spatiale (DLR) e a Universidade Técnica de Braunschweig contribuíram com os experimentos científicos a bordo da MASCOT. A sonda MASCOT e seus experimentos são operados e controlados pelo DLR com o apoio do CNES em constante interação com a equipe da Hayabusa 2.

Na Alemanha, o Instituto DLR de Sistemas Espaciais em Bremen, foi responsável pelo desenvolvimento e testes da sonda em conjunto com o CNES. O Instituto DLR de Estruturas Compostas e Sistemas Adaptativos em Braunschweig foi responsável pela estrutura estável da sonda. O Centro de Robótica e Mecatrônica do DLR em Oberpfaffenhofen desenvolveu o braço oscilante que permite à MASCOT pular sobre o asteroide. O Instituto DLR de Pesquisa Planetária em Berlim contribuiu com a câmera MasCam e o radiômetro MARA. Uma vez no asteroide, a sonda será monitorada e operada a partir do Centro de Controle MASCOT, no Centro de Suporte ao Usuário de Microgravidade (MUSC) no DLR, em Colônia.

A seleção do local de pouso será feita em agosto de 2018. O local ideal deve primeiramente oferecer aos engenheiros da equipe MASCOT excelentes condições a uma aterrissagem segura para uma operação estável no asteroide, enquanto fornece aos pesquisadores ricos dados de novas e produtivas medições.

Instrumentação e recursos

A MASCOT chegou até o asteroide a bordo da sonda espacial japonesa Hayabusa 2, carregando quatro instrumentos básicos que examinarão o corpo celeste diretamente a partir da sua superfície. Estes instrumentos foram desenvolvidos por consagradas instituições espaciais da Europa e têm por objetivo levantar o maior número possível de dados sobre o corpo celeste em análise.

Desta maneira, o Centro Aeroespacial Alemão Deutsches Zentrum für Luft - und Raumfahrt (DLR) está contribuindo com a MASCOT, oferecendo a câmera (MasCam), que irá adquirir as primeiras imagens durante a descida ao asteroide e também deverá monitorar a área ao redor do local de pouso, além ainda da fina estrutura da superfície. O DLR também está fornecendo o radiômetro MARA, que medirá a temperatura na superfície do asteroide, entre outros suportes. A Universidade Técnica de Braunschweig usará o magnetômetro MasMag para pesquisar a magnetização do asteroide, enquanto a agência espacial francesa CNES (Centro Nacional de Estudos Espaciais) analisará os minerais e rochas em Ryugu usando o espectrômetro MicrOmega.

Imagem recente da JAXA mostra uma face do asteroide Ryugu, na superfície do qual a sonda MASCOT deverá fazer o seu pouso para colher amostras e trazer à Terra.

Sonda já está posicionada para abordar asteroide

A espaçonave japonesa Hayabusa 2 passou mais de três anos sozinha no vazio do espaço a caminho de seu encontro com um asteroide. A Agência Espacial Japonesa (JAXA) confirmou que a Hayabusa 2 está em posição de iniciar suas principais operações científicas. Na agenda estão numerosos mapeamentos e pesquisas remotas, bem como um breve pouso para coletar amostras para envio à Terra.

A espaçonave passou os últimos três anos e meio viajando até atingir 285 milhões de quilômetros da Terra para se encontrar com o asteroide Ryugu. Este objeto tem cerca de 800 metros de diâmetro e é um membro da família de asteroides do tipo C, rica em carbono. Os cientistas acreditam que esses objetos contêm material que permaneceu inalterado desde a formação do sistema solar. Assim, é algo que os cientistas realmente gostariam de estudar enquanto não foram superaquecidos, como quando caem na Terra.

A Hayabusa 2 não entrará na órbita de Ryugu. Depois de desligar seus motores de íons há algumas semanas, a nave utilizará propulsores de manobras para traçar um padrão em ziguezague ao se aproximar do Ryugu. Após a varredura de detritos no espaço ao redor do asteroide, a Hayabusa 2 assumirá a altitude de 20 quilômetros acima da superfície.

A JAXA planeja tomar fotos de alta resolução e leituras gravitacionais nos próximos meses. Depois de mapear a superfície, a Hayabusa 2 tentará até três breves aterrissagens. A equipe espera coletar pelo menos um grama de material da superfície do Ryugu. A primeira tentativa ocorrerá em outubro deste ano, e outra poderá acontecer a partir de fevereiro de 2019. A Hayabusa 2 também carrega um pequeno impactador, capaz de produzir uma cratera. A equipe pode escolher pousar uma terceira vez dentro de tal cratera produzida para coletar uma amostra. Esta missão é semelhante a OSIRIS-REx da NASA, que alcançará um asteroide diferente ainda este ano para coletar uma amostra e trazê-la à Terra.

Esta não é a primeira missão da JAXA a abordar um asteroide. A sonda anterior Hayabusa estudou o asteroide Itokawa em 2005. Embora essa missão não tenha sido um fracasso, esteve longe de ser um sucesso completo. Na ocasião, a espaçonave teve problemas com vazamentos de combustível e um mecanismo de coleta de amostras sofreu bugs. A missão coletou menos de um miligrama de material do asteroide, muito menos do que o desejado.

Segundo a JAXA, a Hayabusa 2 difere na medida em que é uma missão científica em primeiro lugar. A Hayabusa original foi apenas uma missão de demonstração de tecnologia que teve riscos maiores. Desta vez, os projetistas estão mais confiantes de que a sonda terá o desempenho esperado. Assim, nos próximos anos, tanto a OSIRIS-REx quanto a Hayabusa 2 poderiam enviar pedaços de asteroides antigos de volta à Terra para posteriores estudos.

O doutor Ralf Jaumann - responsável pelas câmeras da missão - falou sobre o que espera encontrar na superfície de um asteroide.

Entrevista com Ralf Jaumann, por Manuela Braun/DLR

A Hayabusa 2 é missão conjunta coordenada pela agência espacial japonesa (JAXA) em parceria com instituições espaciais europeias. O cientista alemão Ralf Jaumann é pesquisador planetário do Instituto DLR de Pesquisa Planetária e investigador da sonda Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT). Ele estará supervisionando o experimento da câmera MasCam, sendo o principal pesquisador do módulo de pouso da MASCOT. A sua entrevista que publicamos a seguir foi conduzida por Manuela Braun e publicada originalmente pelo portal do DLR, onde, Jaumann disserta um pouco sobre suas expectativas acerca deste ousado projeto científico.

As primeiras imagens do asteroide Ryugu, a apenas um quilômetro de distância já estão disponíveis. Você está feliz com o objeto de sua pesquisa?

Ralf Jaumann - Com toda honestidade, já vi muitos asteroides antes, mas nada como isso. Os muitos pedregulhos grandes na superfície são extremamente interessantes! Isso é algo que nunca foi visto. O asteroide de Itokawa que foi visitado pela primeira missão da Hayabusa também apresentava rochas, mas não tão grandes ou tão homogeneamente distribuídas. O Ryugu também tem mais crateras de impacto do que outros pequenos asteroides. Todas essas crateras já estão degradadas, embora algumas delas pareçam bastante recentes. Uma cratera de impacto convencional tem paredes íngremes e uma borda afiada. As crateras em Ryugu, no entanto, têm aros ligeiramente arredondados, o que significa que algo ocorreu após o impacto. Isto pode ser devido ao fato de que o material no interior não é muito forte. Ou que realmente balança quando sofre um impacto. Nós chamamos isso de 'agitação sísmica'. Mas o que é realmente impressionante são os numerosos pedregulhos muito grandes na superfície. Este material parece ser muito mais forte que o material fino que vemos. Eu estou realmente ansioso para a que sonda chegue à superfície e seja capaz de ver tal rocha de perto.

Se você pudesse escolher o local de pouso perfeito para a MASCOT, qual seria o local mais emocionante do asteroide para você?

Ralf Jaumann - Eu acho que todos os locais são empolgantes. De acordo com nossas estimativas anteriores, o Ryugu parece ser extremamente homogêneo - tanto em termos de distribuição de grandes rochas quanto de material fino. Provavelmente obteríamos resultados adequados e interessantes em todos os lugares. Ao selecionar o local de pouso, a segurança será, portanto, o critério dominante. Em termos de câmera a bordo da MASCOT, pretendemos pousar onde houver material novo. Todos esses corpos são afetados não apenas pela radiação, mas também pelas partículas do vento solar e poeira interplanetária, que causam destruição microscópica na sua superfície. Depois de algum tempo, ocorre um processo de mudança que se assemelha ao que chamamos de intemperismo na Terra. Então, com cada impacto de meteorito, um material fresco vem à superfície.

Os quatro instrumentos de bordo têm requisitos diferentes do local de pouso?

Ralf Jaumann - Sim e não. Existe um consenso geral, mas cada instrumento também tem expectativas individuais, é claro. O MARA mede basicamente as propriedades térmicas da superfície, e a equipe está interessada em ver o máximo de material fino possível. O magnetômetro é altamente flexível, mas requer longos tempos de medição e, portanto, estará constantemente ligado. É claro que gostaríamos de usar o espectrômetro para medir uma área onde poderíamos encontrar substâncias voláteis, como água e matéria orgânica. Com base nas informações que temos, identificar onde podemos achar isso não é fácil. A câmera prioriza principalmente a visualização de material fresco. Esses requisitos ainda precisam ser discutidos com a equipe da Hayabusa 2, é claro. A MASCOT não tem permissão para ir a lugares onde a equipe de espaçonaves japonesas deseja coletar amostras. Além disso, a distância espacial entre os três pontos de amostragem e o MASCOT não deve ser muito pequena nem muito grande.

O que você espera do seu trabalho com a câmera?

Ralf Jaumann - O asteroide é certamente extremamente interessante e estou ansioso para que a câmera fique na sua superfície, olhando dos pés da MASCOT até o horizonte, por assim dizer. A partir de sua fixação na superfície do Ryugu, a MASCOT terá vários pedregulhos de grande superfície em sua mira. E agora poderemos ver isso, não de cima, mas do lado. Os geólogos geralmente preferem ter uma parede íngreme, onde possam ver as camadas rochosas, e é por isso que eu acho que essas rochas são muito interessantes para nós, com sua estrutura, rachaduras e fissuras. Estou interessado em várias perguntas: de onde vieram essas pedras? E elas estão fixas no chão ou simplesmente deitadas na superfície? Elas foram criadas internamente ou são fragmentos? Como as pedras são estruturadas? Pelo que vi da superfície até agora, não importa onde a MASCOT irá pousar, pois a câmera sempre terá um visual de pedregulhos e parte do horizonte, bem como do material fino. O radiômetro MARA, por exemplo, determinará se a temperatura dos pedregulhos é diferente da temperatura do entorno. Sabemos que a capacidade de calor do material formado por grãos finos é diferente daquela do material sólido. Portanto, as medições da câmera e do MARA nos permitirão determinar a força desses pedregulhos. Examinaremos também as estruturas de fratura dentro da rocha, das quais podemos derivar a tensão à qual a rocha foi exposta, e talvez até as velocidades de impacto.

O plano não é para a MASCOT fazer medições em um único local na superfície do asteroide, mas também para pegar um ou dois outros locais. Pela primeira vez, as medições serão feitas em vários lugares em um asteroide. Como isso beneficiará os pesquisadores planetários?

Ralf Jaumann - Se [o MASCOT] sair por aí, veremos mais, e quanto mais pedregulhos vermos, melhor poderemos avaliar sua consistência e suas origens. Pelo que sei até agora, não haverá grandes diferenças entre os dois locais de medição – mas, quem sabe... Nós ainda não estamos lá e alguns locais de pouso em potencial parecem ter material tanto recente quanto antigo. Com um pouco de sorte, pousaremos no limite e saltaremos de um para o outro. Nós podemos, mas sonhamos!

Uma vez que as medidas tenham sido tomadas, os cientistas ainda terão que ter paciência, porque os dados serão primeiro armazenados na sonda japonesa Hayabusa 2. Os dados só chegarão à Terra depois que a sonda tiver completado suas complexas manobras e estiver em uma posição favorável para transmiti-los. Quando você saberá que os instrumentos realizaram as medições no asteroide?

Ralf Jaumann - Os dados do serviço de limpeza - isto é, informações sobre a operação da câmera - nos informarão em breve se a câmera foi ligada e se tomou fotos e, em caso afirmativo, quantas foram tomadas. Mas resta saber como serão os dados. Por um lado, isso depende da temperatura. Com altas temperaturas, a radiação térmica gera ruído - e com isso as imagens estarão um pouco borradas. Mas estaremos medindo não apenas durante a noite do asteroide como também durante o dia. Nosso trabalho será criar imagens ótimas das várias medições. Por outro lado, o MASCOT poderá estar em algum lugar onde não haja luz. Sabemos que o Ryugu não tem atmosfera e, portanto, nenhuma luz difusa - a sombra de uma pedra estará, portanto, em completa escuridão, então os LEDs são usados para iluminar tais áreas. Estou muito confiante de que conseguiremos boas fotos. Creio que receberemos os dados por meio da sonda Hayabusa 2 aproximadamente uma semana após o pouso, quando o processamento e a avaliação terão início. Temos que mapear as rochas e medir suas fraturas antes que os cientistas embarquem em suas longas discussões.

Quais são as suas expectativas científicas dessa missão?

Ralf Jaumann – Sobretudo, uma melhor compreensão de onde vêm os asteroides. Uma melhor compreensão de quando e como tal asteroide foi criado. E uma melhor compreensão da sua estrutura interna. Esse é o elemento científico. Mas Ryugu é também um asteroide próximo da Terra, ou seja, um corpo que atravessa a órbita da Terra. Obviamente, queremos conhecer a composição de tais corpos, caso seja necessário tomar contramedidas no caso de um asteroide se aproximar perigosamente da Terra. Normalmente, podemos detectar corpos em rota de colisão com a Terra relativamente cedo. Poderíamos então tomar várias contramedidas: poderíamos afastá-lo, desviá-lo ou reduzir sua velocidade de rotação, de modo que o Sol o aquecesse mais de um lado e utilizaremos de todas as medidas para guiá-lo além da Terra. Mas para fazer isso, precisamos conhecer a estrutura do asteroide, o quanto é poroso ou sólido, e como a rocha superficial absorve o calor. Estes são todos os fatores que estamos medindo com a missão Hayabusa 2 e a MASCOT.

* Com informações do DLR e Extreme Tech, com tradução de Pepe Chaves, para Via Fanzine.

- Fotos: DLR/JAXA/Divulgação.

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