A espaçonave OSIRIS-APEX da NASA completou com sucesso sua passagem solar mais próxima, protegida por soluções de engenharia inovadoras e mostrando melhorias nos instrumentos a bordo. Crédito: Goddard Space Flight Center/CI Lab da NASA
OSIRIS-APEX, um NASA nave espacial, navegou com sucesso na sua maior aproximação ao Sol, excedendo as expectativas de design e demonstrando uma engenharia robusta, protegendo os seus componentes sensíveis. Técnicas inovadoras, como o reposicionamento de painéis solares para proteção, permitiram que ele saísse ileso, com testes subsequentes revelando melhorias inesperadas em instrumentos a bordo, como câmeras e espectrômetros. No entanto, os engenheiros permanecem cautelosos, pois a sonda deve completar periélios desafiadores adicionais para alcançar o seu alvo, o asteróide Apophis.
Os engenheiros da missão estavam confiantes de que a espaçonave OSIRIS-APEX (Origens, Interpretação Espectral, Identificação de Recursos – Apophis Explorer) da NASA poderia resistir à passagem mais próxima do Sol em 2 de janeiro de 2024. Seus modelos previram que, apesar de viajar 25 milhões de milhas mais perto do Sol, calor do Sol do que foi originalmente projetado, o OSIRIS-APEX e seus componentes permaneceriam seguros.
A equipe da missão confirmou que a espaçonave realmente saiu ilesa da experiência após baixar os dados de telemetria armazenados em meados de março. A equipe também testou os instrumentos do OSIRIS-APEX no início de abril, quando a espaçonave estava longe o suficiente do Sol para retornar às operações normais. Entre dezembro de 2023 e março, o OSIRIS-APEX esteve inativo, com apenas dados de telemetria limitados disponíveis para a equipa na Terra.
Soluções inovadoras de engenharia
O atestado de boa saúde da espaçonave deveu-se à engenharia criativa. Os engenheiros colocaram o OSIRIS-APEX numa orientação fixa em relação ao Sol e reposicionaram um dos seus dois painéis solares para proteger os componentes mais sensíveis da sonda durante a passagem.
A espaçonave está em uma órbita elíptica ao redor do Sol que a leva a um ponto mais próximo do Sol, chamado periélio, aproximadamente a cada nove meses. Para seguir um caminho que lhe permitirá encontrar o seu novo alvo Apophis em 2029, a trajetória da sonda inclui vários periélios que são mais perto para o sol do que os componentes da espaçonave foram originalmente projetados para suportar.
Ambas as imagens de uma câmera chamada StowCam a bordo do OSIRIS-APEX mostram a mesma imagem tirada com seis meses de intervalo, antes (esquerda) e depois (direita) do periélio de 2 de janeiro de 2024. Notavelmente, não há nenhuma diferença observável nas superfícies da nave espacial, uma boa indicação de que as temperaturas mais elevadas enfrentadas durante o periélio não alteraram a nave espacial. Outro insight obtido a partir da visão idêntica nas duas imagens é que o desempenho da câmera também não foi afetado pelo periélio. StowCam, um imageador colorido, é uma das três câmeras que compõem o TAGCAMS (o Touch-and-Go Camera System), que faz parte do sistema de orientação, navegação e controle do OSIRIS-APEX. TAGCAMS foi projetado, construído e testado pela Malin Space Science Systems; A Lockheed Martin integrou TAGCAMS à espaçonave OSIRIS-APEX e opera TAGCAMS. Crédito: NASA/Universidade do Arizona/Lockheed Martin
“É fenomenal o quão bem a configuração da nossa nave espacial protegeu o OSIRIS-APEX, por isso estou realmente encorajado por esta primeira passagem próxima do periélio”, disse Ron Mink, engenheiro de sistemas de missão do OSIRIS-APEX, baseado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. .
Benefícios inesperados e desafios contínuos
Além de confirmar que o periélio de janeiro funcionou de acordo com as previsões, os engenheiros encontraram surpresas ao testar os componentes da espaçonave. Alguns instrumentos saíram melhor do que o esperado após exposição a temperaturas mais altas.
Uma câmera que ajudou a mapear o asteroide Bennu e fará o mesmo no Apophis, viu uma redução de 70% nos “pixels quentes” desde 13 de abril de 2023, a última vez que foi testada. Os pixels quentes, que são comuns em câmeras bem utilizadas no espaço, aparecem como pontos brancos nas imagens quando os detectores acumulam exposição à radiação de alta energia, principalmente do nosso Sol.
“Acreditamos que o calor do Sol redefine os pixels através do recozimento”, disse Amy Simon, cientista do projeto OSIRIS-APEX, baseado na NASA Goddard. O recozimento é um processo térmico que pode restaurar a função dos instrumentos e muitas vezes é feito intencionalmente através de aquecedores embutidos em algumas espaçonaves.
Capturado em 20 de outubro de 2020, como NASA OSIRIS-REx A espaçonave coletou uma amostra da superfície do asteróide Bennu, esta série de 82 imagens mostra o campo de visão do gerador de imagens SamCam conforme a espaçonave se aproximava e tocava a superfície de Bennu. A cabeça de amostragem da OSIRIS-REx tocou a superfície de Bennu por aproximadamente 6 segundos, após os quais a espaçonave realizou uma queima de recuo. Crédito: NASA/Goddard/Universidade do Arizona
Outra surpresa bem-vinda, disse Simon, veio do espectrômetro visível e infravermelho próximo da espaçonave. Antes do periélio, o espectrômetro, que mapeou a composição da superfície de Bennu, e fará o mesmo em Apophis, parecia ter uma rocha de Bennu presa dentro de sua porta de calibração. Os cientistas suspeitaram que parte da luz solar foi impedida de filtrar através do instrumento depois que a espaçonave, então chamada OSIRIS-REx, pegou uma amostra do asteróide Bennu em 20 de outubro de 2020. Ao coletar a amostra e, em seguida, acionar seus motores para se afastar de Bennu, a espaçonave levantou poeira e pedras que grudaram nela.
“Mas, com manobras suficientes da espaçonave e queimaduras no motor após a coleta de amostras”, disse Simon, a rocha na porta de calibração parece ter sido desalojada. Os cientistas verificarão o espectrômetro novamente quando o OSIRIS-APEX passar pela Terra em 25 de setembro de 2025, para um impulso gravitacional.
OSIRIS-APEX está agora operando normalmente enquanto continua sua jornada em direção ao asteroide Apophis para um encontro em 2029. Seu desempenho melhor do que o esperado durante o primeiro periélio próximo é uma boa notícia. Mas os engenheiros alertam que isso não significa que seja hora de relaxar. OSIRIS-APEX precisa executar mais cinco passagens excepcionalmente próximas do Sol – juntamente com três assistências gravitacionais da Terra – para chegar ao seu destino. Não está claro como o efeito cumulativo de seis periélios a uma distância menor do que a projetada afetará a espaçonave e seus componentes.
O segundo periélio OSIRIS-APEX está programado para 1º de setembro de 2024. A espaçonave estará a 46,5 milhões de milhas de distância do Sol, que é aproximadamente metade da distância entre a Terra e o Sol, e bem dentro da órbita de Vênus.
