Ultimamente, missões focadas em pequenos corpos do sistema solar têm se tornado cada vez mais intensas. OSIRIS-Rex, Psyche e Rosetta são exemplos de projetos que planejaram ou fizeram encontro com um pequeno corpo no sistema solar. Mas um dos seus maiores desafios é compreender a gravidade destes corpos – o que ficou especialmente evidente quando o Philae, o módulo de aterragem da Rosetta, teve dificuldade em permanecer na superfície do cometa pretendido. Uma nova ideia de pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA poderia ajudar a resolver esse problema – lançando pequenas sondas.
O conceito, chamado Gravity Poppers, resultou de uma bolsa do NIAC em 2020. A ideia é bastante simples – lançar um monte de sondas na superfície de um pequeno corpo e fazer com que saltem dele periodicamente. Quando eles fizerem isso, acompanhe-os. Se você souber a força com que eles saltaram e puder rastreá-los quando retornarem à superfície, poderá estimar a gravidade da área sobre a qual estão flutuando com mais precisão do que técnicas alternativas.
Os cientistas usam três técnicas alternativas principais para calcular a gravidade de pequenos corpos – tomografia por radar, imagens sísmicas e gravimetria. Cada um tem desvantagens que os Gravity Poppers podem superar.
Crédito – Canal Ben Hockman no YouTube
A tomografia por radar usa reflexões de sinais de rádio para estimar como é a gravidade em uma área específica. No entanto, é difícil penetrar nas seções mais profundas de um corpo pequeno. Alguns materiais não refletem de forma alguma as ondas eletromagnéticas, impossibilitando a caracterização de áreas com esses materiais.
A imagem sísmica é comumente usada na Terra. Ao rastrear o movimento das ondas sísmicas através da superfície de um corpo, os cientistas podem estimar a gravidade das regiões que os rodeiam. No entanto, alguns corpos pequenos, especialmente asteróides, são apenas pilhas de entulho sem nenhuma estrutura interna coerente. As ondas sísmicas não funcionam muito bem nesses ambientes. Ryugu, o asteroide que Hayabusa-2 visitou, absorveu a energia sísmica de um evento de impacto de tal forma que a espaçonave não conseguiu sequer discernir quaisquer mudanças nas características de sua superfície.
A gravimetria é a mais simples das três técnicas e requer menos equipamento a bordo da espaçonave. Como o pequeno corpo puxa a espaçonave que o orbita? À medida que passa por diferentes regiões, a gravidade aumenta ou diminui? No entanto, medir a gravidade de longe não é fácil, pois as órbitas tendem a ser relativamente distantes. Portanto, a precisão desta técnica é relativamente baixa.
Digite Poppers de Gravidade. Um orbitador poderia liberar algumas dezenas deles – um artigo detalhando a ideia sugere 20. À medida que pousam na superfície do asteróide, cometa ou pequena lua, eles ocasionalmente usam uma força interna para saltar da superfície, mas não o suficiente para quebrar o controle da gravidade. Dependendo da área pretendida a ser estudada, eles podem fazer isso em ângulo ou em linha reta.
À medida que voam para fora da superfície, a nave-mãe em órbita os rastreia e calcula sua trajetória, que pode então ser usada para calcular a gravidade da região sobre a qual estão sobrevoando. Eles então pousam, se reiniciam e fazem isso repetidamente com o orbitador os rastreando. A equipe estudou dois tipos de estruturas para os poppers: esférica e cúbica. Eles escolheram o cubo, que também tinha LEDs embutidos que criam uma fonte de luz que o orbitador poderia rastrear.
Porém, não é tão simples quanto rastrear a fonte de luz – muita dinâmica do sistema é necessária para calcular o ângulo da trajetória, a força com a qual o popper saltou e o local de pouso. O artigo também detalha simulações de como tal missão funcionaria na prática, usando software de modelagem desenvolvido na NASA.
Infelizmente, isso significa que ainda não há protótipos em andamento para isso. Também não recebeu financiamento da Fase II do NIAC. Mas a ideia é única e simples o suficiente para que, com um pouco de esforço de desenvolvimento, os engenheiros possam ser capazes de dominar esta nova forma de prospectar alguns dos mundos mais interessantes do ponto de vista económico e científico no nosso sistema solar.
Saber mais:
Villa et al. – Estimativa de gravidade em pequenos corpos por meio de rastreamento óptico de sondas artificiais saltitantes
UT – Quando um asteróide se aproxima da Terra, temos uma rara oportunidade de aprender do que ele é feito
UT – Como tornar os pousos em asteróides mais seguros
UT – Uma nave espacial pode usar a gravidade para evitar um impacto perigoso de asteróide
Imagem principal:
Representação artística do conceito de missão de Gravity Poppers
Crédito – Benjamin Hockman
