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Se tudo correr como planejado, o observatório New Horizons projetado por pesquisadores do Laboratório de Física Aplicada Hopkins passará por Plutão daqui a exatamente um mês, em julho de 2015, enviando de volta os primeiros dados do anão gelado do nosso sistema solar. Veja neste post o que ele fará pra chegar lá.
Por Dale Keiger da John Hopkins Magazine, tradução e versão Xracer
foto de abertura cortesia da Universidade Johns Hopkins, Laboratório de Física Aplicada / Southwest Research Institute (JHUAPL/SWRI)
Eis a tarefa: projetar e construir uma nave espacial. Uma plataforma para transportar sete instrumentos científicos através de 4,8 bilhões de quilômetros no espaço . Os instrumentos devem ser precisamente calibrados e sensíveis , mas resistentes o suficiente para sobreviverem a um lançamento de foguete e uma viagem de 10 anos ou mais, e requerem menos energia elétrica do que um par de lâmpadas. A sonda deve ser compacta, de baixo peso e equilibrada como um pião , imprescindivel para percorrer a maioria da sua jornada. No final da sua viagem de 3 mil milhões de milhas, deve atingir o equivalente a um círculo de cerca de 200 quilômetros de diâmetro ; uma flecha disparada em um alvo a 160 quilômetros de distância com precisão comparável teria atingido uma moeda de 1 centavo. A astronave deve chegar no preciso momento para um alinhamento dos dois planetas , a lua, o sol e uma rede terrestre de antenas. Cada instrumento deve trabalhar perto da perfeição ; reparos em vôo serão praticamente impossíveis. Finalmente , os engenheiros do projeto , cientistas e administradores deveriam construir esta nave espacial rapidamente e dentro de um orçamento limitado .
Em novembro de 2001, o Laboratório de Física Aplicada (APL) assumiu essa tarefa, para construir um observatório planetário chamado New Horizons, com destino a Plutão.A APL entregou a nave espacial em Cabo Canaveral, na Flórida, para o lançamento em janeiro de 2006. Se a missão for bem-sucedido na íntegra, em julho de 2015 a New Horizons vai voar após Plutão para o primeiro reconhecimento desta pouco estranha bola de gelo e rocha, tirando fotos, mapeando seu terreno, analisando sua atmosfera, e tirando amostras da poeira espacial e do vento solar. Durante nove meses após esse encontro ele irá transmitir dados para a Terra ao mesmo tempo correndo em direção a uma região ainda mais distante do sistema solar conhecida como Cinturão de Kuiper, onde os cientistas esperam estender sua missão.
O Gerente de projetos da APL New Horizons, Glen Fountain, já construiu naves espaciais antes. Ele pensa neste e diz, em um tom que sugere um homem que não está realmente reclamando: "Cada uma destas missões é como um cachorro que acabou de pegar um carro." Você caçou isso, você agarrou-o, você congratulou-se, então você pensa, tudo bem, temos que ter isso ... e agora?
Quando a APL trabalhou pela primeira vez nos planos da New Horizons, uma missão a Plutão já estava em andamento em outro local. O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Caltech, centro da Nasa para exploração robótica do sistema solar, estava construindo a nave Expresso Plutão-Kuiper. Durante quatro décadas, o JPL tinha realizado missões deslumbrantes: Pioneer, Mariner, Ranger, Surveyor, Viking, Voyager, Magellan e Mars Pathfinder. Mas já o ano 2000 ia passando, e a Missão Plutão-Kuiper Expresso estava em apuros. A NASA tinha adjudicado a JPL um contrato para construír a ele e a outra missão, Europa Orbiter, por US$ 650 milhões. Quando os custos das naves subiram para US$ 1,5 bilhões para os completar, a NASA emitiu uma ordem de pararem.
Enquanto isso, a APL havia se tornado um concorrente sagaz e agressivo para os contratos da NASA. Era muito menor do que o Jet Propulsion mas tinha construído uma reputação com missões bem-sucedidas, como o Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) e ACE, a primeira estação meteorológica espacial, lançada em 1997 e ainda coletando dados. Stamatios Krimigis, então chefe do departamento de espaço da APL, era um membro da Subcomissão de assessoria de Exploração do Sistema Solar da NASA. Em uma reunião em outubro de 2000, a subcomissão recomendou que a NASA solicitasse propostas para uma missão mais econômica para Plutão. Krimigis viu uma nova oportunidade. Pouco antes do dia Ação de Graças, ele convocou uma reunião de engenheiros da APL, informou-os sobre os dados a serem coletados e toda ciência a ser feita numa missão a Plutão, e pediu-lhes para esboçar idéias dentro de uma semana para uma nave espacial.
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Eles retornaram com um ousado plano de um observatório interplanetário, alimentado pelo decaimento radioativo do plutonio. Eles previram que custaria US$ 500 milhões de dólares. Yanping Gui, um especialista em projeto de missões da APL plotou uma trajetória que primeiro enviaria a espaçonave pra pegar um empurrão gravitacional ao passar perto de Júpiter, cuja gravidade chicotiaria a nave em uma maior velocidade e diminuiria em pelo menos 3 anos o tempo da viagem a Plutão. Em dezembro de 2000 a NASA fez o anúncio formal da oportunidade de uma nova missão a Plutão e a APL estava pronta. Eles se aliaram com Alan Stern, um cientista espacial do SwRi (Southwest Research Instituto - Instituto de Pesquisas do Sudoeste) em Boulder, Colorado, que estava perseguindo uma missão a Plutão desde 1988. Onze meses depois a APL e o SwRi aprenderam que eles haviam ganho a tarefa. O cão havia alcançado o carro !
Plutão é um mundo estranho. Os quatro planetas interiores do sistema solar - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - são bolas de rocha. Os próximos quatro - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - são esferas gigantes de gás. Sete dos oito seguem órbitas circulares (Mercúrio é uma exceção) alinhadas em um único plano. Então há Plutão. É um anão gelado, dois terços do tamanho da nossa lua e, provavelmente, em torno de três quartos de gelo na composição, em uma órbita altamente elíptica que se inclina 17 graus fora do plano orbital dos outros planetas. É notavelmente reflexivo, o segundo objeto mais reflexivo do sistema solar, provavelmente, porque a maior parte da sua superfície é coberta por nitrogênio congelado, metano e dióxido de carbono. Plutão tem uma fina atmosfera, parte da qual está a se perder para o espaço; quando o planeta está mais na parte da órbita mais distante do sol, os astrônomos esperam que essa atmosfera congele e quase desapareca. A Lua única de Plutão, Caronte, é tão grande que os cientistas consideram o par como um planeta duplo. Isso se Plutão é mesmo um planeta em tudo. Além dele encontra-se uma faixa profunda de objetos orbitando além conhecidos como o Cinturão de Kuiper, que Stern chama de "sótão do sistema solar." Muitos astrônomos consideram agora Plutão menos um planeta do que um surpreendentemente grande KBO (Kuiper Belt Object - Objeto do Cinturão de Kuiper). Hal Weaver, cientista do projeto New Horizon da APL, é o "homem cometa" e para ele, Plutão se assemelha a um cometa gigante.
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Plutão tem cinco satélites que nós conhecemos - a New Horizons pode encontrar mais deles.
Cometa, planeta, KBO - seja ele qual for, até Plutão é um longo caminho. Se você fosse ficar em sua superfície voltada para o sol, você estaria virado para o que parece ser não mais do que uma estrela extraordinariamente brilhante, "aquecendo" na luz que saiu há cinco horas atrás, aquecido a um ameno -420 graus Fahrenheit. Nenhum telescópio terrestre já capturou uma imagem clara do planeta. Apesar de toda sua acuidade extraordinária, o Telescópio Espacial Hubble conseguiu apenas discernir a maior das características da superfície, aguçando o apetite dos astrônomos. Ninguém sabe em detalhes suficientes como Plutão se parece, do que ele é feito, ou porque ele está em uma órbita tão excêntrica. Nenhuma nave espacial jamais chegou remotamente perto disso. Plutão pode representar uma grande amostra do gás original e poeira a partir da qual o Sol e os planetas se formaram, então os cientistas têm procurado uma forma de dar uma olhada de perto e talvez responder a questões importantes. Como foi o processo de formação do planeta no início? Qual é a história de compostos voláteis, especialmente da água, em todo o sistema solar? Poderia a água, ar, mesmo matéria orgânica primordial ter chegado à Terra através de uma colisão com um KBO? Finalmente, os cientistas querem ir a Plutão e ao Cinturão de Kuiper, simplesmente porque ninguém foi. Na sua pesquisa da década de 2002, o Conselho Nacional de Pesquisa listou a exploração de Plutão-Caronte como estando entre suas maiores prioridades. Vinte meses antes, o Subcomitê de Exploração do Sistema Solar havia dito à NASA, simplesmente, "Temos de ir lá." Stern acha o nono planeta irresistível. Krimigis chama o pesquisador principal da New Horizons de "Mr. Plutão." Em 20 de dezembro de 2000, quando a Nasa anunciou que queria propostas para uma nova missão, Stern disse: "Eu assisti a conferência de imprensa e em menos de uma hora o meu telefone começou a tocar." Ele pesava suas opções, que incluíam parceria com a JPL em um novo plano, e decidiu trabalhar com a APL. "A Divisão espacial da APL é uma organização pequena, muito bem administrada, com um excelente histórico."
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 Foto de John Davis
Ele e uma equipe de cientistas que incluíam Andy Cheng da APL planejaram a ciência básica. A New Horizons seria um missão de reconhecimento fly-by (de passagem); para entrar em órbita ao redor do planeta, a rápida nave espacial teria que "pisar no freio" com tanta força que precisaria de mil vezes mais combustível nos propulsores do que poderia transportar. Os cientistas listaram um trio de metas principais para esse fly-by: observar a geologia e morfologia (características das rochas e formato do relevo) de Plutão e Caronte, mapear as suas superfícies, e estudar a atmosfera de Plutão. Os objetivos secundários foram estudar a ionosfera de Plutão e sua interação com o vento solar, procurar se existe uma atmosfera em torno de Caronte, produzindo mapas de alta resolução de áreas selecionadas, e mapear as temperaturas da superfície. Se a missão também puder procurar por satélites plutonianos adicionais e refinar os parâmetros das órbitas de Plutão-Caronte, tanto melhor. Um slide duma apresentação de PowerPoint da missão observou que a equipe pretendia fazer tudo isso "no prazo, dentro do orçamento e com um baixo risco." :O mesmo slide exortou, "Mantenha a simplicidade."
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Fonte : http://www.jhu.edu/~jhumag/1105web/pluto.html
Continua na parte 2
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