2583: O antigo campo magnético de Mercúrio provavelmente evoluiu ao longo do tempo

CIÊNCIA

Imagem com cores melhoradas do terreno de Mercúrio, captada pela MESSENGER.
Crédito: NASA/JHUAPL/Instituto Carnegie

Um novo estudo diz que os antigos pólos magnéticos de Mercúrio estavam longe da localização dos seus pólos de hoje, implicando que o seu campo magnético, como o da Terra, mudou com o tempo.

Alguns planetas têm núcleos metálicos líquidos. Os cientistas geralmente pensam que o campo magnético de um planeta provém dos movimentos fluídos do seu núcleo metálico. O campo magnético cria uma magnetosfera que rodeia o planeta. A magnetosfera da Terra bloqueia grande parte da radiação cósmica e solar, permitindo que a vida exista.

Mercúrio é o outro corpo do Sistema Solar, além da terra, com um núcleo fundido confirmado capaz de gerar um campo magnético.

Uma nova investigação publicada na revista Journal of Geophysical Research: Planets descobriu que os antigos pólos magnéticos de Mercúrio, chamados paleopolos, mudaram ao longo do seu passado. O novo estudo também sugere que o legado magnético de Mercúrio pode ser mais complicado do que se pensava anteriormente.

O estudo dos campos magnéticos dos outros planetas ajuda os cientistas a entender como os campos magnéticos evoluem, inclusive na Terra. A observação do comportamento de outros núcleos metálicos ajuda os cientistas a entender mais sobre a formação inicial e subsequente maturação dos planetas no Sistema Solar.

Os cientistas sabem que Mercúrio evoluiu ao longo do tempo, mas não podem dizer definitivamente como, disse Joana S. Oliveira, astrofísica do ESTEC (European Space Research and Technology Centre) da ESA em Noordwijk, Países Baixos, autora principal do estudo.

Turbulência magnética no Sistema Solar

As alterações no campo magnético não são específicas a Mercúrio. O pólo norte magnético da Terra vagueia entre 55 e 60 km por ano enquanto o pólo magnético sul da Terra cerca de 10 a 15 km. A orientação do seu campo magnético já inverteu mais de 100 vezes ao longo dos seus 4,5 mil milhões de anos.

Os cientistas usam rochas para estudar como os campos magnéticos dos planetas evoluem. As rochas ígneas, criadas a partir do arrefecimento de lava, podem preservar um registo de como o campo magnético era no momento em que as rochas arrefeceram. O material magnético de arrefecimento das rochas alinha-se com o campo do núcleo. Este processo é chamado de magnetização termo-remanescente. Os geólogos analisaram rochas ígneas para determinar que a última inversão do campo magnético da Terra ocorreu há mais ou menos 780.000 anos atrás.

A Terra e a Lua são os únicos estudos de caso que os cientistas possuem para mudanças nos pólos magnéticos dos corpos planetários, porque não há amostras de rochas de outros planetas.

“Se queremos encontrar pistas do passado, fazendo uma espécie de arqueologia do campo magnético, as rochas precisam de ser magnetizadas de maneira mais permanente,” disse Oliveira.

Usando a arqueologia planetária para descobrir a história magnética de Mercúrio

Investigações anteriores já tinham estudado o campo magnético actual de Mercúrio, mas não havia como estudar o campo magnético da crosta sem observações a baixa altitude. Então, em 2015, a sonda MESSENGER começou a sua descida até à superfície de Mercúrio. Recolheu três meses de informações a baixa altitude sobre Mercúrio durante a sua descida. Algumas dessas informações revelaram detalhes sobre a magnetização crustal de Mercúrio. O novo estudo examinou essas diferentes regiões crustais para extrapolar a estrutura magnética do núcleo antigo de Mercúrio.

“Existem vários modelos da evolução do planeta, mas ninguém usou o campo magnético da crosta para obter a evolução do planeta,” disse Oliveira.

Os dados a baixa altitude da MESSENGER, durante o seu percurso de descida, detectaram crateras antigas com diferentes assinaturas magnéticas do que a maioria dos terrenos observados pela MESSENGER. Os investigadores pensavam que as crateras, formadas há cerca de 4,1 a 3,8 mil milhões de anos, podiam conter pistas sobre os paleopolos de Mercúrio.

As crateras são mais propensas a ter rochas magnetizadas termo-remanescentes. Durante a sua formação, a energia de um impacto faz com que o solo derreta, dando ao material magnético a hipótese de se realinhar com o actual campo magnético do planeta. À medida que esse material solidifica, preserva a direcção e a posição do campo magnético do planeta como um instantâneo no tempo.

Oliveira e colegas usaram observações de naves espaciais de cinco crateras com irregularidades magnéticas. Eles suspeitavam que essas crateras tinham sido formadas durante uma altura com uma diferente orientação de campo magnético da de hoje. Eles modelaram o antigo campo magnético de Mercúrio com base nos dados da cratera para estimar as possíveis localizações dos paleopolos de Mercúrio. A área que a MESSENGER sobrevoou e registou durante a sua queda fatídica foi limitada, de modo que os cientistas só puderam usar medições de parte do hemisfério norte.

Surpresas no paleopolo

Os investigadores descobriram que os antigos pólos magnéticos de Mercúrio estavam longe do actual pólo sul geográfico do planeta e podem ter mudado ao longo do tempo, o que foi inesperado. Eles esperavam que os pólos se agrupassem em dois pontos mais próximos do eixo de rotação de Mercúrio no norte e sul geográficos do planeta. No entanto, os pólos estavam distribuídos aleatoriamente e eram todos encontrados no pólo sul.

Os paleopolos não se alinham com o actual pólo norte magnético de Mercúrio ou com o pólo geográfico sul, indicando que o campo magnético dipolar do planeta se moveu. Os resultados reforçam a teoria de que a evolução magnética de Mercúrio foi muito diferente da da Terra ou até mesmo de outros planetas no Sistema Solar. Eles também sugerem que o planeta pode ter mudado ao longo do seu eixo, num evento chamado verdadeira caminhada polar, onde as localizações geográficas dos pólos norte e sul mudam.

A Terra tem um campo dipolar com dois pólos, mas Mercúrio tem um campo dipolar-quadrupolar com dois pólos e uma mudança no equador magnético. O seu antigo campo magnético pode ter sido parecido com um destes, ou até mesmo ser multipolar com “linhas de campo parecidas a esparguete,” finalizou Oliveira. Não há como saber sem várias amostras físicas de rochas de Mercúrio, concluiu.

Oliveira espera que a nova missão a Mercúrio, BepiColombo, recolha mais dados do campo magnético e potencialmente restrinja as conclusões do estudo.

Astronomia On-line
6 de Setembro de 2019

 

2425: A Lua e Mercúrio podem ter espessos depósitos de água gelada

Ilustração conceptual de crateras rasas e geladas, permanentemente à sombra, perto do pólo sul lunar.
Crédito: UCLA/NASA

De acordo com uma nova análise de dados das sondas LRO e MESSENGER, a Lua e Mercúrio, o planeta mais próximo do Sol, podem conter significativamente mais água gelada do que se pensava anteriormente.

Os potenciais depósitos de gelo encontram-se em crateras próximas dos pólos de ambos os mundos. Na Lua, “descobrimos que as crateras rasas tendem a estar localizadas em áreas onde o gelo à superfície foi previamente detectado perto do pólo sul da Lua, e inferimos que esta menor profundidade é mais provável devido à presença de densos depósitos enterrados de água gelada,” disse o autor principal Lior Rubanenko da Universidade de Califórnia em Los Angeles.

No passado, observações telescópicas e por naves espaciais encontraram depósitos de gelo semelhantes a glaciares em Mercúrio, mas ainda não na Lua. O novo trabalho levanta a possibilidade de que depósitos espessos e ricos em gelo também existem na Lua. A investigação pode não apenas ajudar a resolver a questão sobre a aparente baixa abundância de gelo lunar em relação à de Mercúrio, mas também pode ter aplicações práticas: “Se confirmado, este potencial reservatório de água gelada na Lua pode ser suficientemente massivo para sustentar uma exploração lunar a longo prazo,” comentou Noah Petro, cientista do projecto LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

Os pólos de Mercúrio e da Lua estão entre os lugares mais frios do nosso Sistema Solar. Ao contrário da Terra, os eixos de rotação de Mercúrio e da Lua estão orientados de tal modo que, nas suas regiões polares, o Sol nunca se eleva acima do horizonte. Consequentemente, as depressões topográficas polares, como as crateras de impacto, nunca veem o Sol. Postulou-se, durante décadas, que estas regiões permanentemente à sombra são tão frias que qualquer gelo preso dentro delas pode sobreviver durante milhares de milhões de anos.

Observações prévias dos pólos de Mercúrio com radar terrestre revelaram uma assinatura característica de depósitos espessos de gelo puro. Mais tarde, a MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) fotografou estes depósitos de gelo. “Mostrámos que os depósitos polares de Mercúrio são compostos predominantemente de água gelada e amplamente distribuídos nas regiões polares norte e sul de Mercúrio,” disse Nancy Chabot, cientista do instrumento MDIS (Mercury Dual Imaging System) da MESSENGER no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. “Os depósitos de gelo de Mercúrio parecem ser muito menos remendados do que os da Lua e relativamente frescos, talvez colocados ou revigorados nas últimas dezenas de milhões de anos.”

Estudos anteriores de radar e imagem da Lua, cujos ambientes térmicos polares são muito semelhantes aos de Mercúrio, encontraram apenas depósitos superficiais e irregulares de gelo. Esta diferença notável serviu como motivação para o trabalho dos investigadores da UCLA – uma análise comparativa das crateras polares de Mercúrio e da Lua para aprofundar esta diferença entre os dois mundos. A investigação foi publicada no dia 22 de Julho na revista Nature Geoscience.

As superfícies de Mercúrio e da Lua estão marcadas por muitas crateras de impacto. Estas crateras são formadas quando meteoróides ou cometas colidem com a superfície. A equipa analisou crateras simples formadas por corpos mais pequenos e menos energéticos. Estas depressões são mantidas juntas pela força da camada de poeira superficial, ou rególito, e tendem a ser mais circulares e simétricas do que as grandes crateras. Os cientistas da UCLA exploraram esta simetria inerente para estimar a espessura do gelo preso dentro de crateras simples.

O estudo usou dados de elevação obtidos pela MESSENGER e pela LRO para medir aproximadamente 15.000 crateras simples com diâmetros que variam entre 2,5 e 15 km em Mercúrio e na Lua. Os cientistas descobriram que as crateras se tornam até 10% mais rasas perto do pólo norte de Mercúrio e do pólo sul da Lua, mas não no pólo norte da Lua.

Os autores concluíram que a explicação mais provável para estas crateras mais rasas é a acumulação de depósitos de água gelada em ambos os mundos. Apoiando esta conclusão, os investigadores descobriram que as encostas voltadas para os pólos destas crateras são ligeiramente mais rasas do que as encostas voltadas para o equador, e que esta menor profundidade é mais significativa em regiões que promovem a estabilidade do gelo devido à órbita de Mercúrio em torno do Sol. O sinal topográfico detectado pelos cientistas é relativamente mais proeminente em crateras simples mais pequenas, mas não exclui a possibilidade de que o gelo seja mais difundido em crateras maiores no pólo lunar.

Adicionalmente, ao contrário de Mercúrio, onde o gelo se mostra quase puro, os depósitos detectados na Lua provavelmente estão misturados com o rególito, possivelmente numa formação em camadas. A idade típica das crateras simples examinadas pelos investigadores indica que podem, potencialmente, acumular água gelada posteriormente misturada com o rególito sobreposto durante longas escalas de tempo. Os cientistas descobriram que estes depósitos inferidos de gelo enterrado estão correlacionados com as localizações de gelo superficial já detectadas. Esta descoberta pode implicar que os depósitos expostos de gelo podem ser exumados, ou podem resultar da difusão molecular da profundidade.

Astronomia On-line
9 de Agosto de 2019

 

1187: BEPICOLOMBO DESCOLA PARA INVESTIGAR OS MISTÉRIOS DE MERCÚRIO

A missão ESA-JAXA BepiColombo, até Mercúrio, descola a partir do Porto Espacial Europeu em Kourou.
Crédito: 2018 ESA-CNES-Arianespace

A missão ESA-JAXA BepiColombo a Mercúrio descolou num Ariane 5, a partir do Porto Espacial Europeu em Kourou, às 01:45:28 GMT de 20 de Outubro, para a sua emocionante missão de estudar os mistérios do planeta mais interior do Sistema Solar.

Os sinais da nave espacial, recebidos no centro de controlo da ESA em Darmstadt, na Alemanha, através da estação de monitorização terrestre de Nova Nórcia, às 02:21 GMT, confirmaram que o lançamento foi bem-sucedido.

O BepiColombo é um empreendimento conjunto entre a ESA e a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão, a JAXA. É a primeira missão europeia a Mercúrio, o menor e menos explorado planeta do Sistema Solar interior, e a primeira a enviar duas aeronaves para fazer medições complementares do planeta e do seu ambiente dinâmico, ao mesmo tempo.

“O lançamento de BepiColombo é um enorme marco para a ESA e a JAXA, e grandes sucessos estão ainda por vir,” afirma Jan Wörner, Director-geral da ESA.

“Além de completar a desafiante viagem, esta missão retornará uma enorme recompensa científica. É graças à colaboração internacional e às décadas de esforços e conhecimentos de todos os envolvidos no projecto, e à construção desta incrível máquina, que estamos agora no caminho para investigar os mistérios do planeta Mercúrio.”

“Parabéns pelo lançamento bem-sucedido do Ariane 5 transportando BepiColombo, a missão conjunta de exploração de Mercúrio da ESA-JAXA,” diz Hiroshi Yamakawa, Presidente da JAXA.

“Gostaria de expressar a minha gratidão pela excelente realização das operações de lançamento. A JAXA tem grandes expectativas de que as subsequentes observações detalhadas sobre a superfície e o interior de Mercúrio nos ajudem a entender melhor o meio ambiente do planeta e, em última análise, a origem do Sistema Solar, incluindo o da Terra.”

BepiColombo é composta por duas sondas científicas: a Sonda Planetária de Mercúrio (MPO) da ESA e a Sonda Magnetosférica de Mercúrio da JAXA. O Módulo de Transferência de Mercúrio (MTM), construído pela ESA, transportará as sondas para Mercúrio usando uma combinação de propulsão eléctrica solar e sobrevoos de assistência à gravidade, com um sobrevoo na Terra, dois em Vénus e seis em Mercúrio, antes de entrar em órbita em Mercúrio em 2025.

“Há uma longa e emocionante estrada à nossa frente antes que BepiColombo comece a recolher dados para a comunidade científica,” diz Günther Hasinger, Director de Ciência da ESA.

“Esforços como a missão Rosetta e as suas descobertas inovadoras, mesmo anos após a sua conclusão, já nos mostraram que missões complexas de exploração científica valem a pena.”

As duas sondas científicas poderão também operar alguns dos seus instrumentos durante a fase de cruzeiro, proporcionando oportunidades únicas para recolher dados cientificamente valiosos em Vénus. Além disso, alguns dos instrumentos projectados para estudar Mercúrio de uma maneira particular podem ser usados de maneira completamente diferente em Vénus, que tem uma atmosfera espessa em comparação com a superfície exposta de Mercúrio.

“BepiColombo é uma das missões interplanetárias mais complexas que já voámos,” afirma Andrea Accomazzo, Director de Voo da ESA para a missão BepiColombo.

“Um dos maiores desafios é a enorme gravidade do Sol, o que torna difícil colocar uma aeronave numa órbita estável ao redor de Mercúrio. Temos de travar constantemente para garantir uma queda controlada em direcção ao Sol, com os propulsores de iões a fornecer o baixo impulso, necessário durante longos períodos da fase de cruzeiro.”

Outros desafios incluem o ambiente de temperatura extrema que a aeronave irá suportar, que vai de -180ºC a mais de 450ºC – mais quente do que um forno de pizza. Muitos dos mecanismos das naves espaciais e revestimentos exteriores não tinham sido previamente testados em tais condições.

O design geral dos três módulos da aeronave também reflete as condições intensas que estes enfrentarão. Os grandes painéis solares do módulo de transferência têm de ser inclinados no ângulo certo para evitar danos de radiação, enquanto ainda fornece energia suficiente para a aeronave. Na MPO, o radiador largo significa que a aeronave pode eficientemente remover o calor dos seus subsistemas, bem como reflectir o calor e voar sobre o planeta em altitudes mais baixas do que já haviam sido alcançadas anteriormente. O Mio de oito lados gira 15 vezes por minuto para distribuir uniformemente o calor do Sol sobre os seus painéis solares, para evitar o super-aquecimento.

“Ver a nossa aeronave descolar para o espaço é o momento pelo qual todos esperávamos,” diz Ulrich Reininghaus, Director de Projectos na missão BepiColombo da ESA. “Superámos muitos obstáculos ao longo dos anos, e as equipas estão felizes por ver agora BepiColombo no encalço do intrigante planeta Mercúrio.”

Alguns meses antes de chegar a Mercúrio, o módulo de transferência será descartado, deixando as duas sondas científicas – ainda ligadas uma à outra – para serem capturadas pela gravidade de Mercúrio.

A sua altitude será ajustada usando os propulsores da MPO, até que a órbita polar elíptica desejada da MMO seja alcançada. Então, a MPO irá separar-se e descer para a sua própria órbita usando os seus propulsores.

Juntas, as sondas farão medições que revelarão a estrutura interna do planeta, a natureza da superfície e a evolução das características geológicas – incluindo o gelo nas crateras sombreadas do planeta – e a interacção entre o planeta e o vento solar.

“Um aspecto único desta missão é ter duas aeronaves a monitorizar o planeta a partir de dois locais diferentes ao mesmo tempo: isso é realmente fundamental para entender os processos ligados ao impacto do vento solar na superfície de Mercúrio e o seu ambiente magnético,” acrescenta Johannes Benkhoff, cientista do projecto BepiColombo da ESA.

“BepiColombo basear-se-á nas descobertas e questões levantadas pela missão Messenger da NASA para fornecer a melhor compreensão da evolução de Mercúrio e do Sistema Solar até o momento, que por sua vez será essencial para entender como os planetas que orbitam perto das suas estrelas em sistemas de exoplanetas se formam e evoluem, também.”

Astronomia On-line
23 de Outubro de 2018

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1161: Primeira missão europeia a Mercúrio lançada com cientista e tecnologia portuguesas

NASA
Projecção ortográfica de Mercúrio, captada pela sonda Messenger da NASA

A primeira missão europeia que vai estudar Mercúrio, o planeta mais pequeno e mais próximo do Sol, vai ser lançada no sábado, e nela participa uma cientista e uma empresa portuguesas.

A astrofísica Joana S. Oliveira faz parte da equipa científica da missão BepiColombo da Agência Espacial Europeia (ESA) e a empresa Efacec construiu um equipamento electrónico que irá monitorizar a radiação espacial durante a viagem e a operação de um dos satélites.

A missão, conjunta da ESA e da agência espacial japonesa JAXA, integra duas sondas, cujo lançamento está previsto para as 2h45 (hora de Lisboa) da base de Kourou, na Guiana Francesa, a bordo de um foguetão Ariane 5.

As sondas só vão estar a orbitar o planeta sete anos após o seu lançamento. Uma, da ESA, vai estudar a superfície, o interior e a camada mais externa da atmosfera (exosfera) de Mercúrio. A outra, da JAXA, vai analisar a magnetosfera (região a maior altitude que envolve o planeta).

Justificando à Lusa a relevância da missão, a investigadora Joana S. Oliveira disse que “Mercúrio é uma peça do puzzle muito importante para perceber a evolução do Sistema Solar”, uma vez que é o único planeta rochoso, além da Terra, que “possui um campo magnético global com origem num mecanismo de dínamo no núcleo líquido”.

Para se compreender como vai evoluir o campo magnético da Terra, que protege o planeta da radiação solar intensa, é necessário “perceber como funciona o mecanismo que produz o campo magnético nos diferentes planetas”, adiantou.

De acordo com a cientista portuguesa, há questões que ficaram por responder com a sonda MESSENGER da agência espacial norte-americana NASA, que esteve em órbita de Mercúrio durante quatro anos, entre 2011 e 2015.

Joana S. Oliveira salientou que “não foram feitas medições do campo magnético no hemisfério sul do planeta devido à órbita excêntrica da sonda”, que tinha de se distanciar de Mercúrio para arrefecer e “manter uma temperatura funcional”.

Também por causa da órbita da MESSENGER, o campo magnético das rochas de Mercúrio só foi mapeado “numa banda de latitude muito pequena”.

A missão BepiColombo, assim designada em homenagem ao matemático e engenheiro italiano Giuseppe (Bepi) Colombo (1920-1984) que se debruçou sobre Mercúrio, irá recolher dados durante um ano, prazo que poderá ser estendido por mais 12 meses.

Durante a viagem, as sondas vão aproximar-se da Terra e de Vénus antes de passarem seis vezes por Mercúrio e ficarem a girar em torno dele.

A sonda da ESA tem incorporado um equipamento electrónico fabricado e testado pela Efacec “capaz de detectar o impacto de partículas energéticas como protões e electrões”, explicou à Lusa João Costa Pinto, da direcção de projectos para o Espaço da empresa.

João Costa Pinto acrescentou ainda que o engenho distingue as partículas e determina “a gama de energias em que se encontram”.

O equipamento, que monitoriza a radiação espacial ao medir a quantidade de partículas energéticas geradas pelo Sol, permite tomar medidas como “desligar aparelhos mais sensíveis durante os períodos de maior actividade solar” evitando que se estraguem.

ZAP // Lusa

Por Lusa
19 Outubro, 2018

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1134: CONHEÇA A MISSÃO EUROPEIA BEPICOLOMBO

Impressão de artista da nave BepiColombo pouco depois do lançamento, à medida que a “tampa” do Ariane 5 cai. A sonda está na sua configuração de lançamento, o MTM (Mercury Transfer Module) em baixo, o MPO (Mercury Planetary Orbiter) no meio, e a MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter) dentro do escudo de calor no topo. Neste estágio, os painéis solares estão fechados.
Crédito: ESA/ATG medialab

Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol (aproxima-se a pouco mais de 46 milhões de quilómetros durante o periélio) e é também o mais pequeno do Sistema Solar, e estas circunstâncias fazem com que o seu estudo com sondas espaciais seja mais complicado do que o habitual neste tipo de missões. A ESA, em conjunto com a agência espacial japonesa (JAXA), lançará o seu primeiro satélite para o planeta a 20 de Outubro, a bordo de um foguetão Ariane 5, a partir de Kourou, e fá-lo-á com o objectivo de descobrir muitos dos segredos que Mercúrio ainda guarda zelosamente.

BepiColombo, que é o nome da missão, será a terceira sonda a visitar o planeta depois das sondas da NASA Mariner 10, em meados dos anos 70, e MESSENGER, entre 2011 e 2015. Levará mais de sete anos para chegar ao seu destino, auxiliada por uma assistência gravitacional na Terra, duas em Vénus e seis no próprio Mercúrio, até atingir a sua órbita científica, prevista para Março de 2026, uma jornada muito longa para um planeta que está mais próximo da Terra do que, por exemplo, Júpiter. Mas Mercúrio apresenta os seus próprios desafios.

Os desafios de BepiColombo

Mauro Casale, responsável pelo desenvolvimento do segmento científico da missão, resume tudo o que a ESA e a indústria aeroespacial europeia tiveram de inovar no satélite, afirmando que “podemos dizer que BepiColombo está a promover a tecnologia espacial por ter construído um satélite capaz de voar num ‘forno de pizza’ e suportar o calor em Mercúrio.” Cerca de 85% da tecnologia a bordo da BepiColombo teve de ser projectada especificamente para isso, porque as condições extremas no planeta tornavam impossível que a tecnologia de outras missões pudesse ser reutilizada.

“Mudanças de temperatura que vão de -170º a 450º C, radiação solar dez vezes mais intensa e um fluxo infravermelho 20 vezes maior que na Terra, radiação ultravioleta muito intensa, o vento solar a soprar a uma velocidade de 400 km/s , etc.”, Mauro detalha um ambiente no planeta que obrigou a redesenhar muitos componentes de BepiColombo a partir do zero, especialmente nos painéis solares e no seu isolamento térmico. Além disso, também utiliza uma propulsão eléctrica solar que é inédita para missões de exploração do Sistema Solar da ESA. Ao longo deste processo de construção do satélite, participaram 83 empresas de doze países.

Os desafios não param na tecnologia. As operações científicas e o que a missão estudará em Mercúrio também apresentam os seus próprios desafios. Para começar, BepiColombo é na verdade composta por dois satélites: MPO (Sonda Planetária de Mercúrio) e MMO (Sonda Magnetosférica de Mercúrio). O primeiro é aquele que observará o planeta a partir da sua órbita, estudando a composição, a topografia e a morfologia da sua superfície e o seu interior, e o segundo focar-se-á no estudo do ambiente do planeta e da sua magnetosfera. Será a primeira vez que duas sondas fazem observações coordenadas e simultâneas de diferentes pontos do ambiente de Mercúrio, com as dificuldades operacionais que isso acarreta.

Contribuição espanhola

A indústria espanhola participou neste desenvolvimento desde o início. “A missão BepiColombo tem sido um desafio para o sector, já que tiveram que desenvolver tecnologias específicas para atender às exigentes especificações da missão,” diz María del Pilar Román, do CDTI, delegada espanhola do Comité de Programas Científicos da missão da ESA. Acrescenta ainda que, “no entanto, estes desafios resultaram em novos produtos ou capacidades em áreas de tecnologia que abriram novas oportunidades de negócios.”

Porque razão Mercúrio é assim

O que a missão tentará resolver é a razão por que Mercúrio é como o vemos actualmente, como teve origem e como evoluiu desde então até aos dias de hoje. Para tal, estudará a sua superfície e o seu interior, a composição e dinâmica da sua exosfera, a estrutura e a dinâmica da sua magnetosfera e a origem do seu campo magnético e, de passagem, serão realizadas experiências para testar a teoria da Relatividade Geral de Einstein. Mauro oferece mais dados sobre esses objectivos científicos: “BepiColombo ajudar-nos-á a entender melhor a formação e a evolução do nosso Sistema Solar e, dessa forma, contribuirá para a compreensão de como os planetas mais internos de outros sistemas extra-solares são formados e evoluem. Por exemplo, uma das medições da Messenger parece indicar que Mercúrio se formou muito mais longe do Sol (mesmo um pouco mais longe que Marte) e depois se aproximou numa etapa mais tardia.”

A missão buscará a confirmação da existência de gelo e se este provém dos impactos de cometas, por exemplo, e tentará responder por que o seu campo magnético está a 400 km de distância em relação ao centro do planeta. Todos estes dados científicos serão recebidos no ESAC, de onde as operações científicas serão coordenadas com as equipas responsáveis pelos instrumentos, a programação científica da missão será levada a cabo e os dados científicos serão processados. Além disso, operar um satélite tão próximo do Sol também será uma óptima experiência de aprendizagem para a própria agência. Mauro ressalta ainda que “como a vida da missão é limitada, é muito importante que as operações científicas sejam extremamente optimizadas, não se pode perder nem um minuto; portanto, é necessário um alto nível de automação, um curto tempo de reacção e máxima flexibilidade possível.”

A aventura BepiColombo está prestes a começar.

Astronomia On-line
12 de Outubro de 2018

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257: Através do movimento de Mercúrio, a NASA vai estudar o Sol

JHU APL / Carnegie Institution of Washington / NASA
Messenger, a sonda lançada pela NASA há 6 anos e meio para explorar Mercúrio

As órbitas dos planetas no nosso Sistema Solar estão a alargar. Isto acontece porque o aperto gravitacional do Sol vai gradualmente enfraquecendo à medida que envelhece e perde massa.

Agora, uma equipa de cientistas da NASA e do MIT (Massachusetts Institute of Technology) mediram indirectamente essa perda de massa e outros parâmetros solares, observando mudanças na órbita de Mercúrio.

Os novos valores melhoram as previsões anteriores, reduzindo a quantidade de incerteza. Isto é especialmente importante para o ritmo da perda de massa solar, porque está relacionado com a estabilidade de G, a constante gravitacional. Embora G seja considerado um número fixo, a questão de saber se é realmente constante é ainda fundamental na física.

“Mercúrio é o objecto de teste perfeito para as nossas experiências por ser tão sensível ao efeito gravitacional e à actividade do Sol”, comenta Antonio Genova, autor principal do estudo publicado na Nature Communications e investigador do MIT que trabalha no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

O estudo começou por melhorar as efemérides cartográficas de Mercúrio – o “mapa rodoviário” da posição do planeta no nosso céu ao longo do tempo. Para isso, a equipa baseou-se em dados de rastreamento de rádio que monitorizaram a localização da sonda MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) da NASA enquanto a missão estava activa.

A nave robótica fez três voos rasantes por Mercúrio em 2008 e 2009 e orbitou o planeta entre Março de 2011 e Abril de 2015. Os cientistas trabalharam para trás, analisando mudanças subtis no movimento de Mercúrio como forma de aprender mais sobre o Sol e como os seus parâmetros físicos influenciam a órbita do planeta.

Durante séculos, os cientistas estudaram o movimento de Mercúrio, prestando especial atenção ao seu periélio (ponto orbital mais próximo do Sol). As observações há muito que revelaram que o periélio muda ao longo do tempo, movimento a que chamamos precessão. Embora os puxos gravitacionais de outros planetas representem a maior parte da precessão de Mercúrio, não contabilizam 100%.

A segunda maior contribuição vem da deformação do espaço-tempo em torno do Sol devido à própria gravidade da estrela, agora coberta pela teoria da relatividade geral de Einstein. O sucesso da relatividade geral em explicar a maior parte da precessão restante de Mercúrio ajudou a persuadir os cientistas de que a teoria de Einstein estava correta.

Outras contribuições, muito menores, são atribuídas à estrutura e à dinâmica do interior do Sol. Uma dessas é o achatamento do Sol, uma medida do seu bojo no meio – o seu “pneu na cintura”, digamos – em vez de ser uma esfera perfeita. Os investigadores obtiveram uma estimativa melhorada do achatamento que é consistente com outros tipos de estudos.

Os cientistas foram capazes de separar alguns dos parâmetros solares dos efeitos relativistas, algo não alcançado em estudos anteriores que se basearam em dados de efemérides. A equipa desenvolveu uma técnica inovadora que simultaneamente estimou e integrou as órbitas tanto da MESSENGER como de Mercúrio, levando a uma solução abrangente que inclui quantidades relacionadas com a evolução do interior do Sol e com efeitos relativistas.

“Estamos a abordar questões de longa data e muito importantes tanto na física fundamental como na ciência solar”, afirma Erwan Mazaricos, geofísico de Goddard. “Ao nos debruçarmos nestes problemas a partir de uma perspectiva diferente, podemos ganhar mais confiança nos números e podemos aprender mais sobre a interacção entre o Sol e os planetas.”

A nova estimativa da equipa, para a taxa de perda de massa solar, representa uma das primeiras vezes que este valor foi restringido com base em observações e não em cálculos teóricos.

A partir do trabalho teórico, os cientistas previram anteriormente uma perda de um-décimo de 1% da massa do Sol ao longo de 10 mil milhões de anos; é o suficiente para reduzir a atracção gravitacional de uma estrela e permitir que as órbitas dos planetas aumentem cerca de 1,5 centímetros, por ano, por UA (unidade astronómica, a distância entre a Terra e o Sol aproximadamente 150 milhões de quilómetros).

O novo valor é ligeiramente inferior às previsões anteriores, mas tem menos incerteza. Isso tornou possível que a equipa melhorasse a estabilidade de G por um factor de 10, em comparação com os valores derivados de estudos do movimento da Lua.

“O estudo demonstra como as medições das alterações nas órbitas planetárias muda ao longo do Sistema Solar e abre a possibilidade de descobertas futuras sobre a natureza do Sol e dos planetas e, de facto, sobre o funcionamento básico do Universo”, afirma a co-autora Maria Zuber, vice-presidente de investigação no MIT.

// CCVAlg

Por CCVAlg
24 Janeiro, 2018

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