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Missão Interestelar

Neste fim de ano estamos prestes a “presenciar” outro grande marco da exploração espacial da humanidade: pela segunda vez um artefato construído pelo homem está prestes a atingir o espaço interestelar – região do espaço fora da área de abrangência de uma estrela (neste caso, o nosso Sol, chamada de Heliosfera).

Trata-se da sonda Voyager 2, lançada em 20 de agosto de 1977, de Cabo Canaveral, Flórida, a bordo de um foguete Titan-Centaur, poucos dias antes do lançamento da Voyager 1, que ocorreu em 5 de setembro.

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Figura 1. Lançamento da Voyager 2, em 1977.

Ambas as sondas tinham, como missão primária, explorar os planetas gigantes gasosos Júpiter e Saturno, fazendo uma sequência de descobertas nesses planetas — tais como vulcões ativos em Júpiter lua Io e complexidades dos anéis de Saturno.

Após cumprir com sucesso o objetivo principal, ainda com combustível e funcionamento pleno de seus equipamentos – em especial os sensores de raios cósmicos – a missão foi estendida, sendo a Voyager 2 enviada aos planetas Urano e Netuno, sendo ainda a única nave a ter visitado aqueles planetas exteriores, enquanto a Voyager 1 foi enviada aos confins do Sistema Solar, rumo ao espaço interestelar.

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Figura 2. Aspecto das sondas Voyager.

Em 2012 os instrumentos da Voyager 1 indicavam que a mesma tinha ultrapassado a área de influência de nosso Sol, tornando-se o primeiro objeto construído pelo homem a atingir o espaço interestelar. A confirmação oficial veio em abril de 2013.

E agora, no final do ano de 2018, os dados da Voyager 2 indicam que chegou a sua vez. A sonda Voyager 2 está no limite do nosso Sistema Solar, numa região conhecida como Heliopausa, tornando-se o segundo objeto a ser construído pelo homem a deixar o nosso Sistema Solar rumo ao espaço profundo.

Pointing up Explicando: Heliopausa é a região do Sistema Solar onde o vento solar é parado pelo meio interestelar, pois a pressão exercida pelo vento solar não é mais intensa o suficiente para repelir o vento interestelar, ou seja, do espaço existente entre as áreas de influência de sistemas estelares. Estima-se que este ponto está a uma distância entre 110 e 160 UA do Sol.

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Figura 3. Posições atuais das sondas Voyager 1, já no espaço interestelar, representado pela região de cor laranja na imagem; e Voyager 2, na região da Heliopausa, representada pela região de cor acinzentada na imagem, deixando a área de abrangência do Sol, representada pela cor azul na imagem.

Isso é, sem dúvida, um grande feito da humanidade, considerando que essas naves partiram da Terra há mais de 40 anos, com tecnologia de mais de 50 anos atrás, e ainda assim continuam a nos enviar dados de regiões do espaço nunca antes atingidas, embora apenas com metade dos instrumentos iniciais de medição – com o passar do tempo, alguns instrumentos deixaram de funcionar, como era previsto. A Voyager 1, mais distante, opera apenas com 4 instrumentos; a Voyager 2 com 5. Ambas as naves partiram com 10 instrumentos variados de medição e análise.

Mesmo com as limitações de alguns instrumentos, ambas as naves ainda continuam suas jornadas épicas em prol da exploração espacial, fornecendo importantes dados para análise dos cientistas de regiões tão longínquas no espaço que seus dados levam cerca de 20 horas-luz para atingir a Terra.

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Figura 4. Medidores de raios cósmicos das sondas Voyager 1 e Voyager 2 em outubro de 2018. O declínio do índice de partículas do Sol e o aumento do índice de partículas oriundas do espaço interestelar indica que a nave saiu da área de abrangência do nosso Sol, atingindo o espaço interestelar.

Uma mensagem para os extraterrestres

Prevendo a saída das naves de nosso sistema planetário em busca do desconhecido, a NASA colocou uma mensagem a bordo em cada uma das Voyager. Trata-se de uma espécie de cápsula do tempo, destinado a contar a história do nosso mundo para possíveis seres extraterrestres. A mensagem está armazenada em discos de 12 polegadas banhados a ouro, contendo sons e imagens selecionadas para retratar a diversidade da vida e da cultura na terra.

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Figuras 5 e 6. Discos afixados nas sondas Voyager contendo um mapa de localização de nosso planeta no Sistema Solar e também sons e imagens da vida na Terra.

 

Pointing up Repare com atenção na Figura 2 acima, o local onde está o disco que contém o mapa do nosso sistema planetário.

O fim da missão

A missão interestelar Voyager tem potencial para a obtenção de dados científicos até cerca do ano 2020, através de seus medidores de partículas interestelares, quando capacidade da nave para gerar energia elétrica adequada para operação do instrumento chegará ao fim, restando apenas os discos dourados presos às naves para transmitir a mensagem da humanidade no espaço profundo, pois mesmo sem energia elétrica para comandar seus instrumentos e nos enviar sinais de rádio, ambas as naves continuarão suas viagens rumo ao desconhecido por milhares e milhares de anos, uma vez que a estrela mais próxima do Sol – a Proxima Centauri – dista 4,3 anos-luz de distância, o que levaria mais de 90 mil anos até que a Voyager 1atingisse o seu domínio.

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Figura 7. Esquema mostrando nosso Sol, o limite do Sistema Solar – onde se encontram as Voyager – e a estrela mais próxima de nós, a Proxima Centauri, distante a 4,3 anos-luz.

Para refletirmos

A imensidão do universo é algo inimaginável para a compreensão humana. Saber que a estrela mais próxima de nós – depois do Sol – está a “apenas” 4,3 anos-luz de distância e mesmo assim nosso instrumento de exploração mais próximo levaria mais de 90 mil anos até chegar lá é algo surpreendente e mostra que estamos apenas no começo da caminhada. Mas começamos. E avançamos muito – não o quanto poderíamos – mas não estamos parados; e isso é o que importa. Vamos a diante, com as próximas missões exploratórias, com naves mais rápidas e com novos recursos tecnológicos oriundos da evolução da inteligência humana. Enquanto isso, boa viagem pelo espaço interestelar às pioneiras Voyager 1 e Voyager 2.

 

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Chegamos a Plutão: mais um grande salto da humanidade na exploração do nosso sistema solar

O dia 14/07/2015 entrou para a história da exploração espacial com a chegada – com sucesso – da primeira missão da NASA com objetivo de desvendar os mistérios do Cinturão de Kuiper e o seu principal astro, o planeta-anão Plutão e sua principal lua Caronte, até então um corpo pouco conhecido e inexplorado devido a sua grande distância do Sol.

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Figura 1. Sonda da Missão New Horizons que chegou a Plutão em 14/07/2015. Imagem da NASA.

É um privilégio hoje em dia podermos acompanhar – via NASA TV e Internet – tal façanha humana de conseguir – com extrema precisão matemática – enviar um artefato científico a tão grande distância e fazê-lo passar a apenas 12.800 km da superfície do planeta – para você ter uma ideia, nossos satélites de TV estão a 36.000 km da superfície da Terra. Eu, particularmente, não deixo de me emocionar ao acompanhar cada conquista humana na exploração espacial.

De fato, Plutão está tão distante de nós que a luz do Sol leva quase 7 horas para chegar até lá quando o mesmo está no ponto mais afastado de sua órbita – em termos comparativos a luz solar leva apenas 8 minutos para atingir a Terra.

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Figura 2. Região do Cinturão de Kuiper.

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Figura 3. Plutão e sua maior lua, Caronte, numa tomada a partir da sonda da missão New Horizons, ainda a milhões de km de distância. Imagem da NASA.

Além da distância, o seu tamanho reduzido – em comparação com os demais planetas – dificulta a observação e análise do mesmo a partir das cercanias da Terra. Até mesmo o Hubble, nosso telescópio espacial mais potente, tem dificuldades para observar Plutão.

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Figura 4. Imagem de Plutão captada a partir do telescópio espacial Hubble. Imagem da NASA.

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Figura 5. Imagem de Plutão captada a partir da sonda da missão New Horizons, ainda distante 780.000 km do planeta. Imagem da NASA.

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Figura 6. Imagem da New Horizons em close up numa região próxima ao equador de Plutão revela uma cadeia de montanhas com até 3.500 metros de altitude. Imagem da NASA.

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Figura 7. Concepção artística mostrando a relação de tamanho de Plutão e sua maior lua, Caronte, com a Terra. Imagem da NASA.

 

Novos Horizontes

A missão New Horizons foi lançada em 19 de janeiro de 2006 e ao cruzar a órbita de Júpiter ganhou um “empurrão gravitacional” fazendo a sonda atingir a maior velocidade já atingida por um artefato humano – 49.600 km/h – e mesmo assim a viagem levou mais de 9 anos, completando, assim, o reconhecimento básico do Sistema Solar, de Mercúrio a Plutão.

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Figura 8. Lançamento da Missão New Horizons em 2006. Imagem da NASA.

A New Horizons tem a missão de estudar Plutão e os confins do Sistema Solar, em especial o Cinturão de Kuiper, uma relíquia da formação do Sistema Solar situado além de Netuno. A existência desse cinturão foi sugerida em 1951 pelo astrônomo holandês Gerard Kuiper (1905-1973). O primeiro objeto dessa região foi descoberto em 1992 e, de lá para cá, já foram catalogados mais de mil outros pequenos objetos chamados de transnetunianos. Acredita-se que nessa região existam mais de 100 mil pequenos objetos celestes.

Assim como 2014 ficou marcado pela Missão Roseta, da ESA, 2015 ficará conhecido como o ano da Missão New Horizons, da NASA, conseguindo chegar a Plutão e além no Cinturão de Kuiper.

Estamos vivendo momentos marcantes na exploração espacial e isto é muito bom e importante para toda a humanidade.

Devido às nossas limitações tecnológicas atuais, não podemos atingir grandes distâncias em curto espaço de tempo, mas o importante é não se deixar intimidar e ir sempre além. Ao passo em que as novas tecnologias nos proporcionarão atingir velocidades cada vez maiores, poderemos atingir lugares inexplorados cada vez mais distantes em nosso Sistema Solar, aprendendo cada vez mais sobre novos mundos que possam nos servir de morada no futuro.

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Figura 9. Equipe da NASA comemora o momento exato do “flyby” da New Horizons em Plutão. Imagem da NASA.

De parabéns estão todos os membros da equipe da missão New Horizons e a NASA, um verdadeiro patrimônio científico da humanidade. Polegar para cima

2014: O ano em que voltamos a olhar para o céu

Desde o fim do Projeto Apollo em 1972 – aquele que culminou com a chegada do primeiro ser humano a Lua em 1969 – parece que havia certo conformismo em nos fixarmos nos arredores do nosso planeta. Não quero dizer que isso não foi válido para a humanidade, pois muitas descobertas científicas e astronômicas foram – e estão sendo – realizadas frutos dos projetos espaciais ocorridos nos últimos 40 anos, entre os quais destaco:

· O Skylab (o primeiro laboratório espacial);

· O programa Pionner, que com suas sondas 10 e 11 – originalmente destinadas a explorar Júpiter e Saturno, ao final da missão foram além em busca do espaço profundo;

· As missões Voyager 1 e 2, que se tornaram as primeiras naves espaciais a explorar onde nada da Terra esteve antes – e continuam a viagem que iniciou em 1977 e hoje encontram-se no espaço interestelar, ou seja, numa região do espaço além da interferência do nosso Sol: são os primeiros objetos construídos pelo homem que saíram do nosso sistema solar e continuam enviando dados importantes sobre uma região do espaço desconhecida de nós.

· A era dos Space Shuttle – os ônibus espaciais reaproveitáveis;

· A International Space Station – estação espacial internacional, o maior laboratório espacial do mundo, que realiza várias experiências científicas em baixa gravidade e serve ao propósito científico de vários países;

· O mais poderoso telescópio espacial já construído – o Hubble – que registrou imagens dos momentos iniciais do nosso universo há mais de 13 bilhões de anos atrás, e continua nos fornecendo imagens impressionantes do universo, objeto de inúmeras descobertas e aprendizado;

· O projeto SOHO – Solar Heliospheric Observatory – que é um esforço cooperativo entre a NASA – Agência Espacial Americana – e a ESA – Agência Espacial Europeia, que tem como objetivo estudar a estrutura interna do Sol, sua atmosfera exterior e a origem do vento solar: nosso Sol monitorado 24 horas por dia; entre outros.

Devido às várias interferências ocorridas nos últimos 40 anos no projeto de exploração espacial humana – principalmente as políticas e financeiras – mantivemo-nos em nosso porto seguro – o planeta Terra – enquanto enviávamos nossos artefatos, cada vez mais avançados tecnologicamente, para explorar o Sistema Solar em nosso lugar. Isso não foi bom. Não devíamos ter parado em 1972!

Mas parece que o cenário está mudando. E isso é motivo de comemorar! Estamos, novamente, olhando para o céu e, o que é melhor, ficando novamente ambiciosos: não queremos mais apenas enviar artefatos não tripulados; queremos novamente explorar o nosso sistema solar com a presença humana.

Como bem retratado no filme Interestelar (2014), “a humanidade nasceu na Terra, mas isso nunca significou que estávamos destinados a morrer aqui”, precisamos sair do nosso porto seguro agora, para que no futuro possamos garantir novas moradias para a espécie humana em outros corpos celeste além da Terra, pois o nosso planeta não suportará o crescimento populacional – proporcionando cada vez mais a degradação do planeta – e seus recursos naturais são finitos.

Infelizmente não estamos cuidando bem do nosso lar – a Terra – que por enquanto é o único local conhecido no universo capaz de sustentar a vida como conhecemos. Talvez, com a necessidade de se adaptar a outros mundos hostis à vida aprendamos a respeitar e a conviver de forma harmoniosa com a natureza do nosso universo, pois somos seres integrantes do mesmo.

Com a nossa tecnologia atual não podemos ir além de Marte hoje, mas precisamos dar o segundo passo e ir a Marte o quanto antes, para podemos sonhar em irmos além no futuro. Parece algo ousado demais? Não é!

No início do século passado, ou há cerca de 110 anos, o maior gênio do século XX – Albert Einstein – publicava a Teoria da Relatividade, um dos maiores e principais alicerces da astronomia moderna e base matemática fundamental para as viagens espaciais, sem a qual estaríamos fadados a permanecer no planeta Terra. Pois bem, apenas 64 anos após a publicação da teoria o homem já pisava na superfície lunar – e isso ocorreu com uma nave cujo poder do sistema computacional era bastante inferior ao que temos hoje em nossos computadores pessoais!

Nos últimos anos temos acompanhado o progresso da exploração do nosso sistema solar – só pra falar na NASA – a Agência Espacial Americana – que mantém projetos exploratórios do Sol a Plutão. Mas, sem dúvida, um dos mais importantes é o Mars Exploration Rovers (2004), que num feito ousado e arriscado conseguiu pousar no planeta vermelho os robôs Spirit e Opportunity que desde então tem feito um excelente trabalho de exploração de Marte, base para a futura missão de exploração humana do nosso vizinho planeta.

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Figura 1 – Aspecto dos robôs do projeto Mars Exploration Rovers da NASA em Marte.

Voltando a 2014, vimos o sucesso da missão Rosetta – da ESA – que pela primeira vez pousou um módulo robótico – Philae – na superfície de um cometa – o 67P/Churyumov-Gerasimenko – que viaja entre as órbitas da Terra e Júpiter. Mais um grande feito da genialidade humana, que causou repercussão mundial e que pôde ser assistido ao vivo pela Internet.

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Figura 2 – Módulo Philae da Missão Rosetta no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

E para coroar 2014 o mais importante evento da retomada humana às viagens espaciais: o teste da nova nave espacial da NASA – a Orion – que no início de dezembro realizou com sucesso sua primeira viagem ao espaço, dando duas voltas na Terra e retornando em seguida, terminando com uma queda suave no Oceano Pacífico. Como primeiro teste, não foi tripulado, mas serviu para verificar o funcionamento dos novos sistemas e instrumentos; o foguete Delta IV, responsável por colocar a nave em órbita; estrutura da cápsula de retorno e vários outros aspectos relacionados a uma viagem espacial. Tudo ocorreu conforme o planejado, o que é muito bom para não atrasar o cronograma de atividades e permitir que até 2021 o homem possa estar pousando num asteroide e a partir de 2030, se tudo correr conforme os planos, no planeta Marte.

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Figura 3 – Foguete Delta IV levando a nave especial Orion – que levará o homem à Lua e a Marte – para o teste orbital e de pouso.

Alguns dias após o teste da nave Orion a NASA presenteou 2014 com mais um grande feito: o teste de decolagem, navegabilidade e pouso do novo módulo lunar – Morpheus. Isso mesmo! Antes de irmos a Marte, faz parte do plano um pouso na Lua novamente. O teste do módulo lunar foi perfeito: subiu a cerca de 300 metros, sobrevoou uma região próxima à procura de um lugar adequado e pousou suavemente. Tudo isso na gravidade terrestre, que é bem superior à gravidade lunar.

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Figura 4 – Teste de decolagem e pouso do futuro módulo lunar Morpheus.

Sempre fui fascinado com a viagem do homem à Lua e espero ter o privilégio de poder assistir ao vivo o primeiro ser humano pisar na superfície do planeta vermelho, dando início ao processo de colonização de um novo planeta.

Assim como no Natal de 1968 os astronautas da Missão Apollo 8, em órbita lunar, registraram a linda imagem do nosso planeta a partir da Lua (ver figura 5), emocionando o mundo com uma linda oração realizada a patir da órbita de outro corpo celeste, fazendo com que muitos tenham creditado ao feito como o fato que salvou o conturbado ano de 1968, penso que 2014 também se torna um ano para ficar na história. O ano em que uma nova jornada começa a nascer. A jornada que nos levará além de nossa lua.

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Figura 5 – Primeira imagem do planeta Terra registrada a partir da órbita de outro corpo celeste: a nossa Lua, em dezembro de 1968.

É imperativo que a raça humana reinicie a exploração espacial se quiser continuar existindo. A Terra, infelizmente, não durará para sempre. Sequer o nosso Sol durará para sempre. Não devíamos ter parado em 1972, mas é muito bom que tenhamos acordado novamente e voltado a olhar para o céu em 2014.