EspaçoEm seu último sobrevoo, Cassini passará por cima dos anéis de Saturno

Diógenes Henrique3 anos atrás
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Durante os últimos 12 anos, a sonda Cassini orbitou o planeta Saturno, tendo tirado algumas das imagens mais detalhadas já capturadas do planeta. Agora, é hora de a nave espacial se retirar de cena – mas não antes de um último passeio bem perto no planeta dos anéis.

Um passeio emocionante está prestes a começar para a nave espacial Cassini da NASA/ESA/ASI. Os controladores da Missão têm comprimido a órbita da nave espacial em torno de Saturno este ano e aumentado inclinação dessas órbitas com relação ao equador e aos anéis do planeta. E em 30 de novembro, seguindo um impulso gravitacional da lua Titã de Saturno, a Cassini entrará na fase final no dramático fim de jogo da Missão.

Os anéis de Saturno são sua característica mais conhecida, mas há muito para os astrônomos aprenderem sobre eles. Ao longo dos anos, com os telescópios se tornando cada vez mais poderosos, pesquisadores com os olhos nos céus conseguiram detectar todos os novos detalhes, como anéis externos fracos e finos e minúsculas luas que giravam em torno do gigante dos anéis. À medida que a Cassini entra em sua órbita final, ela será capaz de capturar imagens nunca antes vistas desses anéis e miniluas.

Lançada em outubro 1997, a Missão Cassini-Huygens tem visitado o sistema de anéis e luas de Saturno desde que chegou lá em 2004, após uma longa viagem interplanetária de quase sete anos. A Missão é composta do orbitador Cassini e da sonda Huygens, sendo que em dezembro de 2004 a sonda Huygens se separou do orbitador Cassini e pousou, em 14 de janeiro de 2005, na superfície do maior satélite de Saturno, Titã, transmitindo importantes dados científicos para a Terra — a primeira vez que um artefato humano pousa em um corpo celeste do Sistema Solar exterior. Durante toda sua viagem ao redor do sistema de Saturno, a nave Cassini fez numerosas descobertas impressionantes, incluindo um oceano global dentro de Enceladus e mares líquidos de metano em Titã.

A Missão Cassini-Huygens é um projeto em parceria entre a NASA, a ESA (Agência Espacial Européia) e a Agência Espacial Italiana (ASI). O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, uma divisão do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, gerencia a Cassini-Huygens para a Science Mission Directorate da NASA, em Washington. O JPL projetou, desenvolveu e montou o orbitador Cassini.

Agora, em seu último ano de operação, em 30 de novembro de 2016 a nave espacial Cassini começará um ousado conjunto de órbitas, passando pela borda externa dos anéis principais de Saturno. Nesta última etapa, a Cassini orbitará mais perto dos anéis de Saturno do que tem feito desde sua chegada em 2004. Com o início dessa etapa, a Missão Cassini-Huygens nos enviará vistas sem precedentes das luas que orbitam o gigante planeta anelado. Essas órbitas mais surpreendes levarão a Cassini mais próxima de Saturno do que qualquer outra nave espacial se atreveu a ir até então.

“Estamos chamando esta fase da Missão Cassini de órbitas Ring-Grazing (do inglês,”anel de raspagem”), porque estaremos passando pela borda externa dos anéis”, disse Linda Spilker, cientista do projeto Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em um comunicado. “Além disso, temos dois instrumentos que podem pegar amostras de partículas e gases à medida que cruzamos o plano do anel, de modo que, em certo sentido, a Cassini também estará ‘raspando’ nos anéis”.

Nesta animação, destaque para as órbitas Ring-Grazing, com as quais a Cassini cruzará o anel F de Saturno uma vez em cada uma de suas 20 voltas — estas órbitas durarão desde o final de novembro de 2016 até abril de 2017. O azul representa as órbitas da Missão de solstício prolongado, que precedem a fase de Ring-Grazing.

A partir de hoje (30), a Cassini vai orbitar em torno da lua Titan de Saturno para um último olhar antes de entrar em sua trajetória final. “O novo trajeto da nave espacial a levará primeiramente através de um fraco anel externo antes de sobrevoar a borda do anel F – uma faixa estreita de poeira e partículas que se assenta nos arredores dos anéis mais visíveis de Saturno”, escreveu Sarah Lewin para o Space.com. Com apenas 805 quilômetros (ou 500 milhas) de largura, é um dos mais finos anéis de Saturno e apresenta constantes filamentos e flâmulas de poeira, ao contrário de seus cúmplices maiores.

Entre 30 de novembro e 22 de abril, a Cassini circulará por cima e por baixo dos polos de Saturno, mergulhando a cada sete dias – totalizando 20 voltas – através da região inexplorada da borda externa dos anéis principais.

Em muitas dessas passagens, os instrumentos da Cassini tentarão conseguir diretamente do anel amostras de partículas e moléculas de gases tênues que são encontradas perto dos anéis. Durante as primeiras duas órbitas, a nave espacial passará bem no meio de um anel extremamente fraco produzido por minúsculos meteoros que atingem as duas pequenas luas Jano e Epimeteu. Os cruzamentos com o anel em março e abril enviarão a espaçonave através do limite exterior do empoeirado anel F. “Mesmo que estejamos mais perto do anel F do que nunca, ainda estaremos a mais de 7.800 quilômetros (4.850 milhas) de distância”, disse Earl Maize, gerente do projeto Cassini do JPL.

O anel F marca o limite exterior do sistema de anéis principal; Saturno tem vários outros anéis muito mais fracos e mais distantes do planeta. O anel F é complexo e está em constante mudança: imagens da Cassini têm mostrado estruturas como serpentinas brilhantes, ralos filamentos e canais escuros que aparecem e se desenvolvem ao longo de algumas horas. O anel F também é bastante estreito – apenas cerca de 800 quilômetros (500 milhas) de largura. O seu núcleo é uma região mais densa de cerca de 50 quilômetros (30 milhas) de largura.

Os anéis de Saturno foram nomeados alfabeticamente na ordem em que foram descobertos. O estreito anel F marca o limite externo do sistema de anéis principal. Créditos: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciência Espacial

Tantas atrações para ver

A fase de órbitas Ring-Grazing oferece oportunidades sem precedentes para a Missão Cassini observar a coleção de pequenas luas que orbitam nas bordas dos anéis ou próximo deles, incluindo as luas Pandora, Atlas, Pan e Dafne.

Passar de raspão na borda do anel F também será uma oportunidade ímpar de realização de alguns dos estudos mais próximos dele que se tem notícia e também sobre as porções exteriores dos principais anéis de Saturno (os anéis A, B e F). Alguns das futuras imagens da Cassini terão um nível de detalhe não visto desde que a espaçonave deslizou logo acima desse conjunto de anéis durante sua chegada a Saturno em 2004. Os engenheiros da Missão começarão a visualizar os anéis em dezembro ao longo de toda a sua largura, revelando detalhes menores do que 1 quilômetro (0,6 milhas) por pixel e construindo a varredura mais completa e da mais alta qualidade da Cassini da intrincada estrutura dos anéis.

A Cassini continuará a investigar as pequenas estruturas no chamado anel A. As apelidadas de “propellers” (do inglês, hélices), o qual indica a presença de miniluas invisíveis a distância em seu interior. Por causa dessa forma de hélice, os cientistas deram alguns nomes informais a algumas dessas estruturas, inspirando-se em aviadores famosos, por exemplo “Earhart”, em homenagem a Amelia Earhart, uma pioneira da aviação nos Estados Unidos. Observar os “propellers” em alta resolução provavelmente nos revelará novos detalhes sobre sua origem e estrutura.

 

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Uma estrutura em forma de hélice criada por uma lua invisível e brilhantemente no lado iluminado pelo Sol dos anéis de Saturno nesta imagem obtida pela nave espacial da Cassini da NASA. A imagem foi liberada em 08 de julho 8, 2010. Crédito: NASA / JPL / SSI

E em março do ano que vem, enquanto a Cassini atravessa a sombra de Saturno, espera-se poder observar os anéis iluminados pelo sol, na esperança de capturar nuvens de poeira ejetadas por impactos de meteoro.

Além de estudar a composição de seus anéis, os pesquisadores esperam aprender mais sobre os campos gravitacionais e magnéticos do gigante gasoso anelado. “A trajetória da sonda passará mais perto de Saturno do que qualquer outra nave espacial anterior – e com a Cassini programada para tomar um mergulho de nariz no planeta em setembro próximo, fase decisiva para se obter tanta informação com seus instrumentos científicos quanto possível”, relata Nicola Davis para o The Guardian.

Preparação para o Grand Finale

Durante estas órbitas Ring-Grazing, a Cassini passará a cerca de 90.000 km (56.000 milhas) acima das nuvens de Saturno. Mas, mesmo com toda excitante ciência dessa fase, essas órbitas são apenas um prelúdio para as passagens cada vez mais próximas no planeta que estão por vir. Em abril de 2017, a nave espacial começará a fase chamada de Grand Finale.

Depois de quase 20 anos no espaço, a Missão está chegando perto do fim já que a Cassini está com pouco combustível. A equipe de controladores cuidadosamente projetou o final, prevista para realizar uma investigação científica extraordinária.

No vídeo abaixo, é mostrada uma animação da equipe de navegação da Missão Cassini mostrando as últimas 22 órbitas do orbitador Cassini em Saturno, que serão realizadas em 2017.

Antes de enviar a nave espacial em um mergulho em Saturno, visando proteger suas luas potencialmente habitáveis de possíveis contaminações bacteriológicas da Terra, a fase Grand Finale da Cassini permitirá que ela sobrevoe a 1.600 quilômetros acima das nuvens saturninas, enquanto realiza repetidamente órbitas cada vez mais apertadas. Passando no estreito fosso entre Saturno e seus anéis, ela entrará na atmosfera do planeta em 15 de setembro de 2017. Mas antes que a espaçonave possa saltar entre os anéis para começar seu mergulho final, algum trabalho preparatório ainda é necessário.

Para começar, a Cassini está programada para executar uma breve queima de seu motor principal durante a primeira superaproximação nos anéis em 4 de dezembro deste ano. Essa manobra é importante para o ajuste fino da órbita e para definir o curso correto de modo a permitir o restante da Missão.

“Este será o disparo de número 183 e o último programado de nosso motor principal; embora ainda possamos decidir usar o motor novamente, o plano é completar as manobras restantes usando os propulsores”, disse Maize.

Para se preparar ainda mais para o Grand Finale, a Cassini observará atentamente a atmosfera de Saturno durante a fase Ring-Grazing. O intuito é determinar mais precisamente até onde a atmosfera se estende acima do planeta. Os cientistas já observaram a atmosfera mais externa de Saturno, notando que ela se expande e se contrai ligeiramente com as estações do ano de lá. Dada esta variabilidade, os próximos dados serão importantes para ajudar os engenheiros da Missão a determinar quão perto eles podem voar a espaçonave com segurança.

Com informações da NASA.