Cientistas mapeiam o futuro da exploração do sistema solar

Uma missão de retorno de amostra a Marte e o lançamento de uma missão complexa a Urano são as principais prioridades, de acordo com a pesquisa decenal recentemente divulgada para a ciência planetária.

A gelada e potencialmente habitável lua saturnina Enceladus.NASA/JPL-Caltech

Marte permanecerá no centro das atenções até a década de 2030, graças a uma missão de retorno de amostra. Mas na década de 2040, Urano ocupará o centro do palco, e a lua de Saturno Encélado roubará o show na década de 2050. Isso está de acordo com as metas delineadas na última pesquisa decenal para a ciência planetária.

Com o lançamento de “ Origens, Mundos e Vida: Uma Estratégia Decadal para Ciência Planetária e Astrobiologia 2023-2032 ”, a comunidade científica planetária elaborou um plano de como os formuladores de políticas dos EUA devem investir recursos limitados disponíveis para exploração espacial. A década, resultado de um comitê diretor que buscou e recebeu recomendações da comunidade científica planetária, também ajuda a definir o tom internacional para a exploração do sistema solar.

As prioridades da missão? Um orbitador principal e sonda para estudar o gigante de gelo Urano. Uma missão emblemática para Encélado que orbitará a Lua saturnina, bem como pousar nela. Um programa contínuo de exploração de Marte, incluindo uma missão de retorno de amostras. Uma série de outras possibilidades de missões menores. E, por último, mas não menos importante, defender nosso planeta natal contra impactos de asteroides.

“A decadal”, como normalmente é chamada, é o modelo para agências de financiamento como a NASA e a National Science Foundation. E como as missões lideradas pelos americanos geralmente incluem instrumentos e pesquisadores internacionais, a década tem ressonância para a comunidade científica planetária global. 

Uma missão emblemática para Urano

Até agora, apenas uma espaçonave se aventurou em Urano: a Voyager 2. Mas se a pesquisa decenal recentemente divulgada para a ciência planetária servir como um roteiro, uma missão dedicada a Urano pode chegar já na década de 2040.Hubble (NASA/ESA)/L. Lamy/Observatório de Paris

Abrigando quase 30 luas, Urano acena com uma missão multibilionária que será o primeiro retorno ao gigante de gás frio desde que a Voyager 2 passou por ele em janeiro de 1986 .

Urano é o planeta mais frio do sistema solar. Seu núcleo, por razões pouco claras, não emite muito calor, então sua “superfície” no topo da nuvem pode ficar tão fria quanto -375 graus Fahrenheit (-224 graus Celsius). O planeta também orbita misteriosamente de lado, com os pólos localizados onde os equadores estão em outros mundos. O gigante de gelo anelado e tempestuoso é rico em hélio e hidrogênio, com metano suficiente para emprestar ao mundo sua tonalidade azul característica. A missão planejada seria lançada durante a década de 2030 e chegaria a Urano por volta de 2044.

Um cientista que estudou gigantes gasosos, Ravit Helled, da Universidade de Zurique, disse à Astronomia que, quando se trata dos gigantes do gelo , “temos mais perguntas do que respostas e a única maneira de melhorar nosso conhecimento é coletar mais dados e ter um missão emblemática”.

Helled diz que “Urano e Netuno ainda são pouco compreendidos e há muitas questões fundamentais abertas sobre eles, como: Como eles se formaram e evoluíram? Do que eles são feitos? Quais são as taxas de rotação (duração do dia) desses planetas? Como os campos magnéticos são gerados? Tem núcleo? ... ”

Ela acrescenta que Urano é “especial porque parece estar em equilíbrio térmico com o Sol”, mas exatamente por que permanece um mistério. “Urano e Netuno são conhecidos como 'gigantes de gelo'”, diz ela, “e ainda não sabemos quanta água eles realmente têm”. 

Helled acredita que uma missão a Urano “não apenas nos ensinará sobre as condições na nebulosa solar a partir da qual o sistema solar se formou, mas também refletirá em nossa compreensão dos muitos sistemas exoplanetários que consistem em planetas semelhantes a Urano”. 

Explorando o enigma de Encélado

Chegando à lua de Saturno Enceladus na década de 2050, o Enceladus Orbilander proposto permitiria aos cientistas investigar minuciosamente as plumas ativas da lua que pulverizam ativamente no espaço.Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins

Apesar de ser bastante pequena, a lua de Saturno com 500 km de largura (500 km) Encélado também recebeu tratamento estelar neste último relatório decenal. Isso ocorre em parte porque a missão Cassini viu nuvens de líquido em erupção em Enceladus em 2005. E onde há água, as chances de vida aumentam muito. As plumas também continham quantidades incomuns de possíveis bioassinaturas, como metano, que pode ser um subproduto da biologia.

A missão “Orbilander” proposta chegaria a Encélado na década de 2050, orbitaria a lua por 18 meses, então toda a nave desceria à superfície da lua. Até então, ele terá voado através de algumas dessas plumas intrigantes, que são tão ativas que seu material rejeitado cria um anel fino ao redor de Saturno.

Uma vez na superfície, o Orbilander passaria dois anos caçando sinais de biologia. A superfície de Enceladus é relativamente segura para naves espaciais, pois não possui os intensos banhos de radiação de, por exemplo, a lua de Júpiter, Europa . De acordo com a NASA , “Enceladus tem a maioria dos ingredientes químicos necessários para a vida e provavelmente tem fontes hidrotermais expelindo água quente e rica em minerais em seu oceano”. 

Os astrobiólogos estão particularmente entusiasmados com a proposta da missão Enceladus. O Professor Associado de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade do Arizona, Regis Ferriere – que é um matemático com inclinação ecológica – diz à Astronomia que “Enceladus pode ser uma de nossas melhores chances de encontrar vida existente [ainda existente] em nosso sistema solar”. 

Ferriere fez parte de uma equipe que publicou um artigo de 2021 na Nature Astronomysugerindo que os dados produzidos pela Cassini mostram que “a composição da pluma observada é um resultado provável em simulações de modelos que incluem a atividade microbiana, enquanto é um resultado improvável nas simulações que incluem apenas os processos abióticos [não biológicos]”. 

Em outras palavras, os produtos químicos encontrados nas plumas de Enceladus fariam mais sentido se os micróbios estivessem envolvidos. E é aí que entra a nova missão. 

“Não saberemos apenas com os dados da Cassini”, diz Ferriere. “O Orbilander é uma oportunidade fantástica para reunir novos dados que podem resolver o mistério. O Orbilander foi projetado para caracterizar moléculas orgânicas na pluma e, portanto, tem o potencial de detectar os blocos de construção de células semelhantes à Terra, como aminoácidos ou lipídios”. 

Mas mesmo que o orbilander descubra que a química das plumas de Enceladus não é produzida pela vida, Ferriere diz que os dados seriam importantes: “Ainda aprenderíamos muito sobre a habitabilidade de Enceladus e, mais geralmente, de ambientes extraterrestres que abrigam líquidos agua."

Marte, Titã, a Lua e muito mais

Esta visão geral de alto nível da missão de retorno de amostras a Marte proposta mostra como uma espaçonave pousaria em Marte e implantaria um rover para recuperar amostras em cache. Em seguida, essas amostras seriam lançadas da superfície de Marte em órbita, onde outra espaçonave as coletaria e as devolveria à Terra. NASA

Levar as rochas de Marte à Terra é outra prioridade, uma já incorporada às operações atuais no Planeta Vermelho. O rover Perseverance está coletando e armazenando em cache amostras para serem devolvidas com uma futura missão de devolução de amostras. Recuperar e lançar essas amostras de Marte de volta à Terra custará mais do que as outras missões emblemáticas, custando cerca de US$ 5,3 bilhões. 

A década também delineou uma série de possibilidades para duas missões menores, incluindo voos propostos para Tritão, Titã, Vênus e asteroides. Outra opção é um módulo de aterrissagem em Marte que perfuraria o gelo marciano, procurando sinais de vida enquanto estudava as propriedades geofísicas do planeta. Ainda outra possibilidade é uma missão que retornaria amostras coletadas do pólo sul de nossa Lua pelos astronautas da Artemis – encaixando-se na ênfase da década de que a ciência deve estar no centro do tão esperado retorno da humanidade à Lua. 

Vigiando o espaço próximo à Terra

Esta animação mostra as posições e movimentos de 20 anos de todos os objetos próximos da Terra (NEOs) conhecidos em janeiro de 2018.

A defesa planetária foi atingida no último pedido de orçamento da NASA, graças a um atraso temporário no financiamento da missão Near-Earth Object (NEO) , um telescópio espacial infravermelho destinado a procurar rochas espaciais potencialmente perigosas. No entanto, esta década prioriza a missão NEO Surveyor.

O relatório também expressa preocupação com a proliferação de constelações de satélites, propõe orçamentos crescentes para missões planetárias menores e enfatiza a necessidade de rastrear, identificar e corrigir com precisão os problemas de diversidade, equidade e inclusão dentro da comunidade de ciências planetárias.

Em suma, a última pesquisa decenal para ciência planetária e astrobiologia foi bem recebida. O maior grupo de defesa da ciência espacial do mundo, The Planetary Society, elogiou a década.

No entanto, a realização desses planos ambiciosos exigirá dinheiro. De acordo com o pesquisador do estado do Arizona, Jim Bell, que ajudou a preparar a reação oficial da Sociedade: “Na minha opinião, garantir o financiamento para o programa recomendado na próxima década provavelmente será o maior desafio enfrentado por aqueles que apoiam o empolgante e ambicioso portfólio de ciência planetária e missões planetárias recomendadas na pesquisa.”

Fonte: Astronomy.com