Explicado: com a perseverança da NASA e o Tianwen-1 da China, uma enxurrada de missões a Marte

Na manhã de sexta-feira, horário da Índia, o rover Perseverance da NASA está programado para pousar em Marte. Na semana passada, a missão Hope dos Emirados Árabes Unidos entrou na órbita marciana e foi seguida de perto por uma missão chinesa. A flotilha de missões representa a expansão da exploração planetária em geral e da exploração de Marte em particular.

Uma ilustração do rover Perseverance da NASA pousando em Marte. Centenas de eventos devem ser executados perfeitamente para o rover pousar com segurança em 18 de fevereiro. (Fonte: NASA / JPL-Caltech)

Ir para Marte não é algo trivial, uma vez que ambos os planetas giram em torno do Sol e, portanto, estão em movimento constante um em relação ao outro. A Terra e Marte estão na distância mais próxima um do outro a cada 26 meses - e é quando os terráqueos tentam enviar missões a Marte.

A cada dois anos, desde 1960, diferentes agências espaciais enviaram missões a Marte. Entre 1976 e 1992, muitas janelas de lançamento permaneceram inutilizadas. Ocasionalmente, houve várias missões em uma janela de lançamento.

Mas nunca na história três agências espaciais foram a Marte em uma única janela de lançamento. E nunca na história tantas agências espaciais operaram simultaneamente uma missão a Marte ou à órbita de Marte. Existem atualmente 10 espaçonaves de cinco agências espaciais diferentes - Estados Unidos, União Europeia, Índia, China e Emirados Árabes Unidos - orbitando ou no solo em Marte. Mais dois rovers - Perseverança da NASA e da China Tianwen-1 - estão programados para pousar em Marte em 18 de fevereiro e em maio de 2021, respectivamente.

A NASA tem uma sonda (Mars Insight), um rover (Curiosity) e três orbitadores (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); A Índia tem um orbitador (Mangalyaan-1); a UE tem 2 orbitadores (Mars Express e ExoMars Trace Gas Orbiter); e China e Emirados Árabes Unidos terão um orbitador cada (Hope e Tianwen-1 respectivamente).

A flotilha de missões representa a expansão da exploração planetária em geral e da exploração de Marte em particular. Isso se deve à redução dos custos de lançamento e à disponibilidade mais barata da tecnologia necessária para a exploração espacial.

O Dr. Amitabha Ghosh é um Cientista Planetário da NASA baseado em Washington DC. Ele trabalhou para várias missões da NASA a Marte, começando com a missão Mars Pathfinder em 1997. Ele serviu como presidente do Grupo de Trabalho de Operações Científicas da Missão Mars Exploration Rover e foi encarregado de liderar Operações Rover táticas em Marte por mais de 10 anos. Ele ajudou a analisar a primeira rocha em Marte, que por acaso passou a ser a primeira rocha analisada de outro planeta.

A missão de esperança dos Emirados Árabes Unidos

Duas das três missões lançadas para Marte em julho passado já estão operacionais. Os Emirados Árabes Unidos, um pequeno mas rico país de<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Hope Orbiter sofreu inserção orbital em 9 de fevereiro. Os Emirados Árabes Unidos venceram a China na corrida por Marte, embora por um dia.

A missão dos Emirados Árabes Unidos estudará a atmosfera marciana e buscará resolver a questão de um bilhão de dólares de como e por que Marte perdeu sua atmosfera. A perda da atmosfera resultou na perda de água de superfície e, possivelmente, do ambiente hospitaleiro à vida.

O experimento chinês

A Agência Espacial Nacional Chinesa chegou a Marte com lições aprendidas de uma série de missões Chang'e à Lua bem-sucedidas. Notavelmente, o rover Chang'e 4 foi capaz de sobreviver mais de 25 noites lunares (cada noite se estende por 14 dias terrestres) - este é um feito de engenharia notável, já que as temperaturas podem cair até -170 graus C. O Chang'e 5 missão conseguiu trazer de volta com sucesso amostras de rochas para a Terra em dezembro de 2020.

Tianwen-1, a primeira missão da China a Marte, passou por inserção orbital com sucesso em 10 de fevereiro. Tianwen-1 carrega um orbitador, um módulo de pouso e um rover. A abordagem da China para pousar um rover é um pouco diferente. Ao contrário dos robôs da NASA, o Tianwen-1 orbitará Marte por alguns meses antes de tentar pousar em maio deste ano.

A espaçonave possui um conjunto de instrumentos para abordar uma série de questões científicas. Curiosamente, ele tem um instrumento de radar de penetração no solo para procurar água sob a superfície marciana. O rover está programado para pousar em Utopia Planitia, um local com possíveis depósitos de água subterrânea antigos.

Esta semana, Perseverança

A missão mais sofisticada do ponto de vista da engenharia, o Perseverance Rover da NASA, está a caminho de Marte e deve pousar na quinta-feira na cratera de Jezero, que provavelmente estava cheia de água no passado. A aterrissagem está programada para aproximadamente 3,55 pm EST (2h25 na sexta-feira, horário da Índia).

Perseverance é o Mars Rover de 4ª geração da NASA - começando com Sojourner da Mars Pathfinder Mission em 1997, seguido por Spirit e Opportunity da Mars Exploration Rover Mission em 2004 e Curiosity do Mars Science Laboratory em 2012.

O objetivo é procurar bioassinaturas no leito do lago seco na cratera de Jezero. O pensamento é que a vida inicial em Marte pode ter se parecido com a vida oceânica na Terra, como os estromatólitos. Se realmente fosse esse o caso, o Perseverance encontraria fósseis ou algumas bioassinaturas - indícios de vida - tanto nas medições químicas quanto nas observações morfológicas.

Além disso, o Perseverance irá produzir oxigênio na superfície marciana pela primeira vez, usando o CO2 atmosférico da atmosfera marciana. O Perseverance armazenará amostras de rochas que serão devolvidas à Terra por uma missão da Agência Espacial Européia / NASA subsequente.

Perseverance rover usa sua broca para coletar uma amostra de rocha em Marte neste folheto de ilustração artística conceitual sem data. (NASA / JPL-Caltech / Folheto via Reuters)

Empreendimento da nave estelar de Musk

A preparação mais espetacular para revolucionar a exploração de Marte está acontecendo longe dos holofotes, em uma pacata cidade costeira no leste do Texas. Este é o único esforço na combinação que não é financiado financeiramente por dinheiro do governo. A SpaceX, uma empresa privada com sede nos Estados Unidos promovida por Elon Musk e apoiada por investidores selecionados, tem uma meta de longo prazo de iniciar um serviço comercial para transportar passageiros para Marte. Boca Chica, um nome que aparentemente ninguém tinha ouvido alguns anos atrás, é agora o local de desenvolvimento da Starship, que representa sem dúvida a melhor chance de pousar humanos em Marte.

Uma missão humana a Marte é o Santo Graal da exploração espacial. Desde que Neil Armstrong pousou na Lua, 50 anos atrás, o homem não foi capaz de prosseguir para o próximo destino lógico: Marte. A principal razão é o enorme preço de uma missão humana a Marte. Em comparação com a Lua, que está a apenas três dias de distância, Marte está a sete meses de distância. Carregar pessoas, em termos de engenharia, significa manter um módulo pressurizado com temperatura controlada. Também envolve o transporte de suprimentos exigidos pelos astronautas, incluindo água e oxigênio, para uma viagem de aproximadamente 18 meses.

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Além disso, as missões humanas, ao contrário das missões de espaçonaves robóticas, precisam ser devolvidas à Terra, o que em termos de engenharia se traduz em transportar uma enorme quantidade de combustível da Terra, para poder ser lançada de Marte para a viagem de volta. A complexidade da engenharia e o aumento da necessidade de massa de uma missão humana a Marte, em comparação com a Lua, eleva os custos para entre US $ 250 bilhões e US $ 1 trilhão. A nave promete reduzir os custos da missão em> 95% a até 99% usando várias inovações como reabastecimento da espaçonave em órbita e fabricação de combustível de foguete em Marte usando materiais encontrados em Marte (e, portanto, combustível para a viagem de volta não precisaria ser transportado da Terra).

Uma década de missões a Marte

No início da década, várias missões estão na prancheta: proeminentemente, a missão do rover ESA ExoMars para retornar amostras de rochas de Marte, os planos da ISRO para Mangalyaan-2 e os planos da Agência Espacial Chinesa para Tianwen-2, que retornará amostras de rochas de Marte.

Além disso, provavelmente haverá vários voos da nave espacial da SpaceX, primeiro com carga e finalmente com astronautas. Na história da humanidade, 2020 será lembrado pela pandemia de Covid-19, mas a década de 2020 pode muito bem ser a década de uma enxurrada de missões de espaçonaves a Marte, terminando com os primeiros passos humanos em solo marciano.

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