New Horizons continua sua missão de descoberta com encontro no Cinturão Kuiper

New Horizons continua sua missão de descoberta com encontro no Cinturão Kuiper

Texto adaptado do original em SpaceflightNow. Os cientistas estão planejando a próxima fase da missão New Horizons. A sonda robótica da NASA, que completou a primeira exploração de Plutão em 2015, agora ruma para um sobrevoo a...

2356 0

Texto adaptado do original em SpaceflightNow.

Os cientistas estão planejando a próxima fase da missão New Horizons. A sonda robótica da NASA, que completou a primeira exploração de Plutão em 2015, agora ruma para um sobrevoo a uma rocha congelada e distante do tamanho de uma cidade e armada com pouco conhecimento do alvo à espreita, que está situado em torno de 6,4 bilhões de quilômetros (4 bilhões de milhas) da Terra. A espaçonave chegará ao seu próximo destino no dia de Ano Novo de 2019.

Alguns dos dados sobre o objeto alvo serão preenchidos no momento em que a New Horizons chegar a ele, quando os controladores da missão esperam muitas surpresas à medida que a espaçonave sobrevoe o 2014 MU69 – o nome oficial do alvo, um objeto transnetuniano situado no Cinturão de Kuiper – a uma velocidade relativa de mais de 14 quilômetros por segundo (ou 50.400 quilômetros por hora ou cerca de 9 milhas por segundo). Esse pequeno mundo se tornará o objeto mais distante já visitado por uma espaçonave.

“Não sei se ele vai parecer um pouco com amora com pequenas protuberâncias de todas rochas que lá chegaram… ou se ele vai ser um fragmento de alguma rocha maior com uma linha de corte em algum lado e não nos outros lados”, disse Will Grundy, um dos pesquisadores da equipe da missão New Horizons do Observatório Lowell. “Mas será muito divertido e isso tudo começa a acontecer no final do próximo ano”.

Os cientistas não estão certos do tamanho exato do objeto – ele pode ter algo entre 21 quilômetros (13 milhas) a 40 quilômetros (25 milhas) de largura, informa Grundy – ou o seu formato, taxa de rotação, cor ou se o 2014 MU69 tem alguma lua ou anel.

“Basicamente, ele é uma fonte pontual”, disse Grundy, se referindo à aparência do objeto nas imagens do poderoso Telescópio Espacial Hubble. “Não não vimos companhia, mas não temos muita precisão sobre pequenas companhias ou companhias próximas. Realmente não sabemos qual é o seu período de rotação. Realmente não sabemos como é a sua amplitude da curva de luz. Parece ela pode ser vermelha, mas as faixas de erros podem incluir qualquer coisa”.

Alan Stern, o principal pesquisador da missão New Horizons, disse que mundos em miniatura como o 2014MU69 são como fragmentos de rochas deixados e foram para trás e que formaram objetos maiores como Plutão, luas de planetas como Urano ou Netuno e também outros planetas anões no sistema solar exterior.

“Os menores objetos do Cinturão de Kuiper como o (2014) MU69 que estamos indo sobrevoar em 2019 são como os blocos de construção no Cinturão de Kuiper de pequenos planetas, como Plutão e outros”, disse Stern em uma live no Facebook em 19 de janeiro, destacando o progresso da missão New Horizons.

Nessa sequência de imagens de junho de 2014, quando foi descoberto, o objeto 2014MU69 é visto pelo telescópio espacial Hubble se movendo. Crédito: NASA, ESA, SWRI, JHUAPL e New Horizons KBO Search Team
Nessa sequência de imagens de junho de 2014, quando foi descoberto, o objeto 2014MU69 é visto pelo telescópio espacial Hubble se movendo. Crédito: NASA, ESA, SWRI, JHUAPL e New Horizons KBO Search Team

O Cinturão de Kuiper é um anel de antigos e pequenos corpos gelados, com formação semelhante a de cometas, que circundam o Sol além da órbita de Netuno, remanescentes da primeira parte da história de 4,6 bilhões de anos do sistema solar. Sua população inclui mundos de tamanho de continente como os planetas anões Plutão e o ainda mais distante Eris, e talvez centenas de milhares de objetos do tamanho de 2014 MU69 ou maior.

A New Horizons foi lançada há 11 anos, em 19 de janeiro de 2006, voou por Júpiter para um impulso de velocidade em fevereiro de 2007, e executou o primeiro encontro de perto com Plutão em 14 de julho de 2015. 

“Uma coisa que descobrimos é que os planetas pequenos podem ser tão complexos quanto um planeta grande, e isso realmente desmanchou nossas expectativas,” Stern disse pelo Facebook em 19 de janeiro. “Nós não pensávamos que um planeta do tamanho de América do Norte poderia ser como complexo como Marte ou como a Terra, e foi isso o que encontramos.

“Além disso, também descobrimos que Plutão está geologicamente ativo ainda hoje, e que está fazendo novas unidades superficiais, e que há fluxos glaciais e outros tipos de atividades na superfície que nós não achávamos que poderia acontecer em um planeta pequeno bilhões de anos após sua formação”, explica Stern. “Nós pensávamos que até agora ele teria esfriado, e ficado sem energia, mas, de fato, não ele não esfriou e essas duas descobertas realmente mudaram o paradigma na ciência planetária e aguçou o nosso apetite para a exploração futura do Cinturão de Kuiper”.

Os cientistas sempre esperaram manter New Horizons indo após seu histórico flyover de Pluto, mas eles não encontraram alvos adequados para o segundo ato da missão até que uma pesquisa especial com o Hubble em 2014 descobriu dois potenciais objetos ao alcance da fonte de combustível limitada da espaçonave.

Os cientistas sempre esperaram manter a New Horizons indo além seu histórico sobrevoo em Plutão, mas eles não encontraram alvos adequados para o segundo ato da missão até que uma pesquisa especial com o Hubble em 2014 descobriu dois potenciais objetos ao alcance da fonte de combustível limitada da espaçonave.

Em agosto de 2015, um mês e meio depois de a New Horizons passar zunindo por Plutão, os funcionários da NASA selecionaram o 2014 MU69 como o destino preferido para a missão estendida da sonda. A NASA aprovou formalmente o plano no ano passado.

Trajetória da New Horizon até o seu novo alvo, no Cinturão de Kuiper, o objeto 2014 MU69. Crédito: NASA.
Trajetória da New Horizon até o seu novo alvo, no Cinturão de Kuiper, o objeto 2014 MU69. Crédito: NASA.

No início deste mês, Grundy disse ao Small Bodies Advisory Group da NASA, um fórum para pesquisadores focados em asteroides, cometas e objetos relacionados do sistema solar, que os controladores em terra estão começando a apagar os registradores de dados na memória nave New Horizons depois que o robô terminou a download dos últimos dados coletados em Plutão.

É um processo cuidadoso porque os gerentes querem garantir que nada seja excluído inadvertidamente das unidades de memória da espaçonave.

“Estamos trabalhando para apagar os gravadores de estado sólido, porque precisamos abrir espaço para os novos dados do Cinturão de Kuiper”, disse Grundy. “Claro, você não quer agir por impulso nisso, mas precisamos abrir espaço, então temos duas equipes de controladores de instrumentos olhando para o que já temos conosco, assim como as equipes da parte ciência também. Portanto, são os produtores e os consumidores dos dados que estão verificando e dizendo: “Sim, isso realmente parece intacto aqui conosco”.

Os cientistas sabem o tamanho aproximado e a trajetória orbital do distante objeto que agora está na mira da New Horizons, e um pouco mais.

“Plutão é do tamanho da América do Norte, e o próximo objeto é mais parecido com o tamanho da baía de Chesapeake ou do Great Salt Lake”, disse Kelsi Singer, membro da equipe de geologia e geofísica da missão New Horizons do Southwest Research Institute. “Esses pequenos objetos, pensamos, provavelmente são mais prístinos e mais primordiais, então vamos aprender sobre os blocos de construção do sistema solar indo para lá”.

Os astrônomos estudaram o 2014 MU69 por menos de três anos, deixando muitas perguntas sobre o destino distante da sonda sem resposta. Assim, um dos dados procurados pelos cientistas da New Horizons é a localização exata e o movimento do alvo. Isso será auxiliado por repetidas observações do Hubble e do observatório Gaia da Agência Espacial Européia (ESA), que está examinando todo o céu para identificar as posições e movimentos de mais de um bilhão de estrelas, asteróides e outros objetos.

Este mosaico global de Plutão foi criado com as imagens do voo rasante da sonda New Horizons em julho de 2015. Crédito: NASA/JHUAPL/SWRI
Este mosaico global de Plutão foi criado com as imagens do voo rasante da sonda New Horizons em julho de 2015. Crédito: NASA/JHUAPL/SWRI

O planejamento para a complicada sequência de fotos, composição de scans e outras observações que os cientistas querem obter da New Horizons no 2014 MU69 já está em curso.

Foram preciso quatro anos para desenvolver o ajuste fino dos comandos, configuração dos instrumentos e a lógica de programação contra erros no computador da sonda para a rápida visita a Plutão. Para o encontro de 01º de janeiro de 2019 com o 2014 MU69, os cientistas têm dezoito meses para finalizar o planejamento.

Stern e Grundy disseram que a equipe de base está trabalhando em dois cenários para o sobrevoo ao 2014 MU69. Um dos planos de voos provavelmente será uma passagem da New Horizons a cerca de 3.000 quilômetros (1.900 milhas) do alvo, uma faixa que permitiria à câmera principal da sonda registrar características do tamanho de prédios, comparou Singer. Os funcionários da NASA ainda não escolheram uma distância precisa para o encontro, já que isso depende das atualizações da trajetória e dos movimentos do objeto a partir de dados do Hubble e do Gaia.

De modo semelhante a um segundo planejamento desenvolvido para levar a sonda até Plutão, Stern disse que a equipe de controladores irá trabalhar em um plano de socorro como segundo planejamento para a New Horizons no caso de as câmeras da sonda mostrar anéis, luas ou detritos ao redor do 2014 MU69 nas semanas antes da aproximação máxima.

Nesse caso, a New Horizons poderá ser guiada para um caminho um pouco mais afastado do objeto para assegurar que ela não irá colidir com detritos ou fragmentos de gelo. Tais colisões com estes fragmentos pode ser fatal à espaçonave na velocidade projetada para o sobrevoo.

Por volta do meio do ano, os cientistas esperam bater o martelo para uma estimativa sobre a taxa de rotação do alvo ao analisarem os dados do Hubble, mas muito da sequência do sobrevoo irá ter que ser planejada somente depois que os programadores puderem aperfeiçoar seus conhecimentos, afirmou Grundy.

Os astrônomos também planejam assistir à passagem do 2014 MU69 em frente a uma estrela ao final deste ano. A momentânea diminuição do brilho da estrela de fundo, a chamada de ocultação estelar, poderia dizer aos cientistas mais sobre o tamanho do objeto e sua forma, e, possivelmente, revelar nuvens de poeira, anéis ou luas que acompanham.

Mas o modesto tamanho do 2014 MU69 significa que a ocultação somente será visível de uma estreita faixa do território; uma rede de astrônomos ao redor do mundo e o observatório em infravermelho montado em um avião (conhecido como SOFIA – Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy) da NASA irão tentar capturar o encontro. “Este será um grande desafio, mas relevante”, disse Grundy sobre a iniciativa conjunta de observação na Terra da ocultação.

Enquanto isso, os engenheiros de controle da missão New Horizons estão fazendo o ajuste fino na trajetória da sonda com uma série de manobras de correções de curso através de disparos dos propulsores dela.

“À medida que aprendemos mais sobre a órbita do 2014 MU69 é que sabemos exatamente onde precisamos apontar. Iremos executar mais algumas dessas manobras, possivelmente umas dez”, afirmou Helene Winters, gerente de projeto da New Horizons do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland.

No final de 2015, quatro disparos dos propulsores fizeram a maior parte do redirecionamento, mas os engenheiros da missão acreditam que mais acionamentos dos motores serão necessários, começando com uma manobra programada para 1º de fevereiro, disse Winters no evento transmitido ao vivo pelo Facebook na semana passada.

A equipe de cientistas também planeja tirar mais de uma dúzia de fotos de outros objetos conhecidos do Cinturão de Kuiper durante o próximo ano e meio. A sonda espacial não irá chegar perto desses objetos – mas a New Horizons estará muito mais perto deles do que qualquer telescópio. “Esta é a primeira vez que teremos essencialmente um observatório astronômico no Cinturão de Kuiper próximos a objetos que são muito pequenos para estudar nesse nível daqui da Terra”, afirmou Stern, um cientista baseado no Southwest Research Institute (SwRI).

Medições do vento solar e do ambiente de plasma no sistema solar exterior estão também na agenda da missão. A NASA se comprometeu a financiar a New Horizons até 2021, quando todos os dados reunidos no voo de raspão de janeiro de 2019 já estarão em terra.

Será preciso um tempo ainda maior para fazer o download dos dados científicos da New Horizons depois da visita ao 2014 MU69 do que os quinze meses necessários para a sonda retornar todos os dados observados de Plutão. Da imensa distância do próximo alvo da missão, serão necessários 12 horas para os sinais de rádio fazer a viajarem de ida e volta da sonda até a Terra e a taxa de transmissão cairá a níveis rastejantes.

A New Horizons poderá garantir o prolongamento da missão depois de 2021 ao continuar a monitorar os seus arredores à medida que a sonda se afasta do sistema solar, seguindo os rastros das pioneiras sondas Voyager. Ela se baseia no calor de uma fonte de energia de plutônio para garantir eletricidade.

“A espaçonave está em torno de 643 milhões de quilômetros (cerca de 400 milhões de milhas) além de Plutão e algo em torno de 5,6 bilhões de quilômetros (3,5 bilhões de milhas) da Terra, e está fazendo bonito”, disse Glen Fountain, ex-gerente de projeto da Missão New Horizons, durante a live do Facebook. “Todos os sistemas a bordo estão funcionando. Temos muita potência para continuar a missão além do voo no Cinturão de Kuiper que logo faremos, e muito além disso.”

“A potência diminui à medida que a missão se prolonga no tempo, porque o plutônio a bordo tem em torno de 80 anos de meia-vida, Então perde-se aos poucos a energia, mas nós podemos continuar até meados da década de 2030”, disse Fountain.

 

Imagem de capa: impressão artística da sonda New Horizons da NASA encontrando o KBO (Kuiper Belt Object). Crédito: NASA/JHUAPL/SWRI/Alex Parker

Publicação arquivada em