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A espaçonave Psyche da NASA está voando em direção a um asteróide de metal. Então, por que visitou Marte?
A espaçonave Psyche da NASA voou por Marte na sexta-feira (15 de maio), mergulhando mais perto do Planeta Vermelho do que qualquer uma de suas pequenas luas. Mas a manobra precisamente cronometrada não foi concebida para estudar Marte,
Na sexta-feira, Psyche passou pelo planeta a cerca de 19.848 km/h (12.333 mph), de acordo com a NASA. O sobrevôo aumentou a velocidade de Psyche e, mais importante, mudou sua trajetória em direção ao seu destino, o asteróide 16 Psiqueque orbita o Sol entre Marte e Júpiter.
Os cientistas acreditam que a rocha espacial com 280 km de largura pode ser o núcleo metálico exposto de um protoplaneta despedaçado – um bloco de construção primordial dos mundos rochosos cuja crosta exterior e manto foram provavelmente destruídos em colisões catastróficas há milhares de milhões de anos. Se assim for, a missão poderá oferecer à humanidade o primeiro vislumbre direto de material normalmente enterrado nas profundezas de planetas como a Terra.
Uma assistência de Marte
O sobrevôo de sexta-feira marcou um dos marcos mais importantes da missão, conservando combustível precioso enquanto colocava a espaçonave no curso para alcançar o asteroide em 2029.
A manobra foi um exemplo de uma das técnicas mais importantes dos voos espaciais modernos, conhecida como assistência de gravidade. Ao passar cuidadosamente por um planeta em movimento, a nave espacial pode ganhar velocidade, alterar a direção e conservar o propelente, permitindo que as missões viajem mais longe e mais rápido do que os foguetes por si só permitiriam.
O conceito pode parecer quase contra-intuitivo, como se as naves espaciais estivessem de alguma forma obtendo energia de graça. Uma espaçonave acelera ao cair em direção a um planeta, depois desacelera novamente enquanto sai do poço gravitacional do planeta. Intuitivamente, esses ganhos e perdas deveriam se anular.
O que torna a manobra possível, contudo, não é simplesmente a gravidade do planeta, mas o próprio movimento do planeta em torno do Sol.
Marte é correndo pelo espaço carregando um enorme impulso enquanto orbita o sol. Ao se aproximar do planeta em um ângulo cuidadosamente calculado e partir em outro, Psiquê efetivamente roubou uma pequena fração dessa energia orbital.
A troca segue Terceira Lei de Newton — cada ação tem uma reação igual e oposta — à medida que a nave espacial ganha impulso ao pedir emprestada uma quantia infinitesimalmente pequena de Marte, uma transferência imperceptível para o planeta, mas transformadora para a missão.
“É inteligente, é barato e é fenomenalmente inteligente… é um pouco como o bilhar interplanetário”, disse Shadan Ardalan, cientista da NASA que esteve envolvido na missão Juno da agência a Júpiter, anteriormente disse ao Space.com.
A assistência gravitacional tem sido usada há muito tempo para explorar o quintal cósmico da humanidade. A técnica remonta ao início da Era Espacial em 1959, quando a nave espacial soviética Luna 3 usou a gravidade da Lua para balançar atrás dela e fotografar o lado oculto da Lua pela primeira vez.
Muitas das missões robóticas mais ambiciosas da humanidade também teriam sido impossíveis sem tais manobras. As sondas Voyager da NASA usaram notoriamente um alinhamento dos planetas exteriores uma vez a cada 176 anos no final da década de 1970 para estilingue de Júpiter a Saturnocom a Voyager 2 continuando até Urano e Netuno em um grande passeio histórico pelo sistema solar exterior. A Cassini contou com a ajuda da gravidade da Terra, Vênus e Júpiter para aumentar a velocidade necessária para chegar a Saturno, enquanto a New Horizons passou por Júpiter para raspar alguns anos fora de sua jornada para Plutão.
Mais recentemente, a histórica missão Artemis 2 da NASA adoptou um princípio semelhante, seguindo uma trajectória de “retorno livre” que usou a gravidade da lua para levar a tripulação de quatro pessoas de volta à Terra sem exigir grandes queimaduras no motor depois de dar uma volta no lado oculto da Lua.
Para o cinturão de asteróides
Na sexta-feira, o encontro com Marte deu a Psyche o equivalente a uma mudança de aproximadamente 2 quilômetros por segundo na velocidade em relação ao Sol, de acordo com um estudo. papel publicado em outubro detalhando a manobra.
Psique usa propulsão solar-elétricacontando com seus painéis solares para converter a luz solar em eletricidade e empurrar lentamente a espaçonave para frente, liberando gás xenônio carregado. O sistema é altamente eficiente, mas gera apenas uma pequena quantidade de impulso durante longos períodos de tempo.
Alcançar o mesmo aumento de velocidade e mudança de trajetória utilizando apenas a propulsão teria sido extraordinariamente caro e provavelmente impraticável, exigindo enormes quantidades de propulsor – mais do que a nave espacial poderia realisticamente transportar – ao mesmo tempo que acrescentava peso e aumentava dramaticamente os custos de lançamento.
O sobrevôo por Marte permitiu que a espaçonave usasse a gravidade do planeta para fazer grande parte do trabalho, economizando combustível para o resto da viagem.
Como uma bola de beisebol lançada de um taco, Psique agora deixa Marte carregando um novo impulso e uma trajetória remodelada, rumo a um mundo metálico que pode revelar o que está escondido dentro dos próprios planetas. Deve chegar ao asteroide 16 Psyche em julho de 2029.
