Rosetta
orbitador europeu enviado para estudar um cometa Da Wikipédia, a enciclopédia livre
orbitador europeu enviado para estudar um cometa Da Wikipédia, a enciclopédia livre
Rosetta foi uma sonda espacial construída e lançada pela Agência Espacial Europeia (ESA) com a missão de encontrar-se no espaço e fazer um estudo detalhado do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que viaja entre as órbitas da Terra e de Júpiter. Ela integrava o conjunto de missões Horizon 2000 da agência espacial e foi a primeira sonda construída para orbitar e pousar num cometa.
| Rosetta | |
|---|---|
 Renderização artística da sonda. | |
| Descrição | |
| Tipo | Orbitador Aterrissador |
| Operador(es) |  ESA |
| Identificação NSSDC | 2004-006A |
| Identificação SATCAT | 28169 |
| Website | esa.int/rosetta |
| Duração da missão | 12 anos, 6 meses e 28 dias |
| Propriedades | |
| Fabricante | Astrium |
| Massa de lançamento | Orbitador: 2 900 quilogramas (6 400 lb) Aterrissador: 100 quilogramas (220 lb) |
| Massa | Orbitador: 1 230 quilogramas (2 700 lb) |
| Altura | 2,8 metros (9,2 ft) |
| Largura | 2,1 metros (6,9 ft) |
| Comprimento | 2,0 metros (6,6 ft) |
| Potência elétrica | 850 watts (em 3,4 UA) |
| Geração de energia | Painéis solares fotovoltaicos |
| Massa de carga útil | Orbitador: 165 quilogramas (360 lb) Aterrissador: 27 quilogramas (60 lb) |
| Missão | |
| Contratante(s) |  Arianespace |
| Data de lançamento | 2 de março de 2004, 07:17:51 UTC |
| Veículo de lançamento | Ariane 5G+ V-158 |
| Local de lançamento | ELA-3, Centro Espacial de Kourou |
| Destino | 67P/Churyumov-Gerasimenko |
| Data de inserção orbital | 6 de agosto de 2014, 09:06 UTC |
| Data de sobrevoo | Marte: 25 de fevereiro de 2007 2867 Šteins: 5 de setembro de 2008 21 Lutetia: 10 de julho de 2010 |
| Último contato | 30 de setembro de 2016, 10:39 UTC |
| Decaimento | 30 de setembro de 2016, 10:39 UTC |
| Especificações orbitais | |
| Periastro | 30 quilômetros (19 mi) |
| Transponders | |
| Banda X | Antena de alto-ganho |
| Banda S | Antena de baixo-ganho |
| Frequências | 7,8 bit/s (banda S) 91 kbit/s (banda X) |
| Instrumentos | |
Lista de instrumentos
| |
| Notas | |
| Devido a natureza da missão, dados sobre os parâmetros orbitais da sonda variaram ao longo do tempo, o que dificulta a obtenção de dados sobre este quesito. | |
 Portal Astronomia | |
Lançada em 2 de março de 2004 da base de Kourou, na Guiana Francesa, no topo de um foguete Ariane 5 G+, a sonda atingiu[1] seu alvo na metade de 2014. A nave compreendia duas partes, a sonda espacial Rosetta, que carregava 11 instrumentos,[2] e o pousador-robótico Philae, que transportava mais dez.[3] A sonda tinha como objetivo orbitar o cometa 67P por 17 meses e foi construída para fazer o mais detalhado estudo de um cometa até então.
A sonda recebeu este nome em homenagem à Pedra da Roseta, que após sua descoberta em 1799 auxiliou no entendimento dos hieróglifos egípcios.[4] O módulo pousador foi batizado com o nome da ilha de Philae, no rio Nilo, onde foi descoberto um obelisco que também contribuiu para decifrar os hieróglifos de Rosetta.
Após seu lançamento, a espaçonave orbitou o Sol cinco vezes, realizou dois sobrevoos de asteroides e um sobrevoo de Marte, enviando dados e imagens. Depois do sobrevoo do planeta vermelho em 2007, em setembro de 2008 ela sobrevoou o asteroide 2867 Šteins e em julho de 2010 o asteroide 21 Lutetia. Depois de passar 31 meses em estado de "hibernação" no espaço, num modo de rotação estabilizada com todos os equipamentos desligados, à exceção do computador de bordo, numa órbita a caminho de seu encontro final,[5] ela foi religada com sucesso em 20 de janeiro de 2014 pelos cientistas da ESA a partir do Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC), em Darmstadt, Alemanha, enviando de volta seu primeiro sinal após mais de dois anos e meio.[6]
Em 6 de agosto de 2014, ela tornou-se a primeira sonda espacial na história a acompanhar a órbita de um cometa.[7][8] Em 12 de novembro, o módulo pousador Philae separou-se da nave e pousou no Churyumov-Gerasimenko depois de sete horas de manobras de aproximação no espaço, às 16h03 UTC, tornando-se o primeiro objeto artificial a pousar na superfície de um cometa.[9][10]
As comunicações entre a sonda e o aterrissador foram cessadas em 27 de julho de 2016,[11] e em 30 de setembro do mesmo ano a missão foi finalizada com a sonda sendo então impactada contra a superfície do cometa, na região conhecida como Ma'at.[12][13]
Em 1986, durante a aparição do cometa de Halley, várias sondas foram enviadas ao espaço para explorar o sistema do cometa, sendo a Giotto, da ESA, a mais bem sucedida delas.[14] Depois das sondas retornarem um tesouro científico de grande valor, se tornou claro que missões a outros cometas deveriam sucedê-la, de maneira a lançar mais luzes sobre a complexa composição destes corpos celestes e responder questões então abertas.
Em consequência, a NASA e a ESA começaram a desenvolver sondas conjuntamente. O projeto da agência americana chamou-se missão Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF); o da ESA, missão Comet Nucleus Sample Return (CNSR). Os dois projetos deveriam dividir o desenvolvimento da espaçonave Mariner Mark II, diminuindo custos. Em 1992, quando a NASA interrompeu o CRAF por questões de orçamento, a ESA decidiu levar o projeto adiante sozinha. Em 1993, ficou evidente que o ambicioso plano de coletar amostras nos cometas e trazê-las de volta ficou impraticável devido às limitações de orçamento da agência europeia; o projeto foi então reestruturado, com o plano final se assemelhando ao finado CRAF: um sobrevoo de asteroide seguido de um pouso.
Rosetta foi construída numa "sala limpa", de acordo com as regras do Comitê de Pesquisa Espacial, mas a esterilização neste caso não era crucial, porque cometas são considerados corpos celestes onde se pode encontrar moléculas prebióticas mas não micro-organismos vivos.[15]
A missão foi planejada para ser lançada em 12 de janeiro de 2003, para um encontro com o cometa 46P/ Wirtanen em 2011.[16] O plano porém foi abandonado após uma falha do foguete Ariane 5, em 11 de dezembro de 2002. Um novo plano então foi feito, com o novo alvo sendo o cometa Churyumov–Gerasimenko, com um lançamento em 26 de fevereiro de 2004 para o encontro em 2014. A massa maior deste cometa com o resultante maior velocidade de impacto, tornou necessário que fossem feitas modificações no pousador.[17] Após duas tentativas canceladas de lançamento, devido ao mau tempo e a problemas técnicos, Rosetta foi finalmente lançada da Guiana Francesa por um Ariane 5 às 07h17 UTC de 2 de março de 2004.
Em 25 de fevereiro de 2005, a nave fez um sobrevoo em baixa altitude do planeta Marte, para corrigir problemas da trajetória após o primeiro lançamento de 2003 ter sido adiado por quase um ano. Isto não foi feito sem riscos, já que a altitude estimada para as manobras era de meros 250 km acima da superfície do planeta. Durante este encontro, os painéis solares não puderam ser usados já que o encontro se deu na face escura de Marte, onde ela não receberia luz solar por quinze minutos, causando uma perigosa perda de energia. A nave foi então colocada em modo de espera, sem possibilidade de comunicação, voando com baterias que não haviam sido desenvolvidas para esta tarefa.[18] Esta manobra em Marte seria depois apelidada de "O Jogo de Um Bilhão de Euros".[19] A manobra de empuxo foi felizmente bem sucedida e a missão pôde continuar como planejada.[20]
Em 5 de setembro de 2008, Rosetta teve um encontro com o asteroide 2867 Šteins, fazendo um sobrevoo muito próximo ao objeto, a 800 km de distância. Os instrumentos a bordo fizeram medições do asteroide desde 4 de agosto, no período de aproximação orbital, até 10 de setembro, após o sobrevoo a curta distância. A velocidade relativa máxima entre os dois objetos durante o sobrevoo foi de 8,6 km/s.[21]
O corpo principal da nave espacial media 2,8 x 2,1 x 2,0 metros, onde estavam dispostos todos os seus subsistemas e demais equipamentos. A sonda tinha dois painéis solares de 14 metros de comprimento, perfazendo uma área total de 64 metros quadrados. Ela possuía uma massa total de de 2 900 kg, e mais de 50% de sua massa era de propelente.
Em uma das faces do orbitador existia uma antena de alto-ganho em forma de prato de 2,2 metros do diâmetro móvel. Do lado oposto da sonda estava o módulo de aterrissagem. Como ela deveria operar a uma distância de 720 milhões de km do Sol, onde o nível de luz era de apenas de 4% do nível de iluminação da Terra, a sonda estava equipada com grandes painéis solares.
No centro do orbitador estava localizado o sistema de propulsão. Montados em volta do tubo de exaustão estavam os dois grandes tanques de propelente. No tanque superior continha o combustível e no inferior continha o oxidante. O orbitador transportava 24 propulsores para a correção da trajetória e para o controle de atitude. Cada um destes propulsores aplica uma força de 10 N.
O orbitador dispunha de 11 instrumentos científicos. Eram estes:
Após 21 dias de seu lançamento, o módulo de aterrissagem da sonda Rosetta recebeu o nome de Philae, reportando ao obelisco de Philae onde foi encontrada uma inscrição bilíngue, que incluía os nomes de Cleópatra e de Ptolomeu em hieróglifos egípcios. Esta inscrição forneceu ao historiador francês Jean-François Champollion informações importantes que lhe permitiram decifrar a antiga escrita egípcia que estava escrita na Pedra de Rosetta.
O módulo tinha uma massa de 100 kg[33] e foi construído através de um consórcio europeu liderado pela German Aerospace Research Institute (DLR). Outros membros deste consórcio são a ESA e institutos da Áustria, Finlândia, França, Hungria, Irlanda, Itália e a Inglaterra.
O módulo aterrissador transportava dez instrumentos científicos, que pesam um total de 26,7 kg, quase um terço da massa total da sonda.[34] Eram estes:
Para estudar as origens dos cometas e as relações entre os cometas e o material interestelar e suas implicações com as origens do Sistema Solar; uma série de medições deveriam ser feitas.
A sonda Rosetta, como missão secundária, passou pelos asteroides 2867 Šteins e 21 Lutetia, a caminho do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. A aproximação aconteceu em 5 de setembro de 2008 e 10 de julho de 2010, respectivamente.
O asteroide 21 Lutetia foi descoberto em 15 de novembro de 1852 por Hermann Goldschmidt. Ele tem aproximadamente 100 km de diâmetro.[39] O asteroide 2867 Steins foi descoberto em 4 de novembro de 1969 por Nikolai Stepanovich Chernykh. Ele tem cerca de 10 km de diâmetro.[40]
Durante o seu segundo voo de aproximação, em novembro de 2007, a sonda espacial Rosetta foi erroneamente identificada como um asteroide próximo da terra, quando recebeu a designação 2007 VN84. Usando imagens feitas com um telescópio de 0,68 m da Catalina Sky Survey, um astrônomo "descobriu" a sonda espacial e a identificou como um asteroide de aproximadamente 20 m de diâmetro. Além disso, o astrônomo calculou uma trajetória para o recém-descoberto asteroide, na qual o mesmo passaria em 13 de novembro de 2007 a uma distância de 5 700 km da Terra. Essa aproximação extrema da Terra, em termos astronômicos, levou à especulação de que existia um grande risco de colisão.[41] Contudo, o astrônomo Denis Denisenko percebeu que a trajetória coincidia com a da sonda espacial Rosetta, a qual estava usando a gravidade da Terra durante o seu voo de aproximação para poder seguir sua viagem em direção ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.[42] O Centro de Planetas Menores confirmou posteriormente em uma nota editorial que 2007 VN84 se tratava na verdade da sonda espacial.[43]
O objetivo inicial da missão Rosetta era visitar o cometa denominado 46P/Wirtanen. Mas devido a contratempos no veículo lançador Ariane 5, a Agência Especial Europeia teve que escolher outro cometa a ser visitado. Após cuidadosas análises, o escolhido foi o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Com esta escolha, a sonda teve que executar uma trajetória bastante complexa que incluiria três sobrevoos pela Terra e um por Marte, para realizar manobras com o auxílio da força gravitacional destes planetas, afim de que a sonda chegue ao cometa. Essas manobras são denominadas de assistência gravitacional. Neste caminho a sonda visitou duas vezes o Cinturão de Asteroides. Quando finalmente conseguiu chegar ao cometa, a sonda entrou em órbita do mesmo e o acompanhou em sua órbita ao entorno do Sol, utilizando seus instrumentos para realizar pesquisas e fotografias.
Como 67P é tipicamente mais ativo quando ele se encontra mais próximo do Sol, os cientistas puderam observar de perto as mudanças que o cometa sofreu. Esperava-se que o cometa sofresse grandes alterações e passasse a jorrar gases através de orifícios em sua superfície, e como o cometa apresenta um grande periélio, a sonda não foi afetada pelo calor do Sol. Pouco se sabia sobre este corpo celeste, pois ele reflete pouca luz e seu núcleo fica totalmente envolvido por gases e partículas quando próximo ao Sol.
Anteriormente, o telescópio espacial Hubble havia registrado 61 fotografias do cometa, revelando que o mesmo possuía um núcleo de 3 a 5 quilômetros de diâmetro e uma forma elipsoidal (como uma bola de rugby). Além disso, o cometa leva 12 horas para completar uma rotação em torno de si mesmo, sendo também três vezes maior que o cometa anteriormente escolhido.
O 67P realizou seu periélio em 13 de agosto de 2015, a cerca de 186 milhões de quilômetros do Sol, com o período sendo crucial já que aumentou significativamente a atividade no interior do cometa, assim revelando informações aos instrumentos sobre o ciclo de vida do cometa e dados relevantes a respeito da origem do Sistema Solar.[44] ROSINA coletou dados do 67P por dois anos enquanto Rosetta orbitava o cometa. Astrônomos encontraram indícios de fósforo nos dados da ROSINA.[45]
Depois de reativada em 20 de janeiro de 2014, após dois anos de hibernação, a sonda continuou sua jornada até as proximidades do cometa. Em 6 de agosto, quando após a última queima de seus pequenos propulsores por sete minutos, entrou em órbita ao entorno do 67P, a uma distância de 460 milhões de quilômetros da Terra e a 100 km da superfície do cometa, tornando-se o primeiro objeto fabricado pelo homem a conseguir tal feito. Durante o programado ano em que passou em órbita do Churyumov-Gerasimenko, a Rosetta realizou um mapeamento completo e detalhado de sua superfície,[8] utilizando o recurso de uma órbita triangular em torno dele para medir seu campo gravitacional.[47]
A segunda e mais difícil etapa da missão foi realizada em 12 de novembro do mesmo ano, com o pouso do aterrissador Philae na superfície do cometa. O aterrissador manteve-se acoplado à Rosetta até aquela data, desde o encontro do conjunto com o cometa. A área de pouso, denominada "Agilkia" - em homenagem à Ilha de Agilkia, também no rio Nilo - foi selecionada após um grande concurso público realizado pela ESA,[48] e fica na "barriga" do cometa, que tem a forma de um "pato de borracha".[49][50]
A separação entre a sonda e o pousador foi confirmada pelo Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC) às 09h03 UTC. Como o tempo de viagem do sinal da nave Rosetta até a Terra nesta data era de 28 minutos e 20 segundos, a separação ocorreu no espaço às 08h35 UTC, como o programado.[51][9] Após cerca de sete horas de manobras de aproximação no espaço, o sinal confirmando a aterrissagem de Philae sobre a superfície do cometa Churyumov-Gerasimenko chegou à Terra às 16h03 UTC.[52][53][10]
Uma hora após o primeiro pouso, o Centro Aeroespacial Alemão em Colônia confirmou que os dois arpões que deveriam fixar o módulo pousador à superfície do cometa não dispararam. O pequeno propulsor localizado na parte superior de Philae, que deveria pressionar o módulo pousador contra a superfície do cometa e contrabalançar o coice resultante do disparo dos arpões de fixação à superfície durante o pouso, assim como evitar que um eventual quique na superfície do cometa fizesse com que o módulo levantasse voo novamente, não funcionou. Como de início não havia clareza sobre quão estável o módulo estaria repousando sobre o cometa, não houve nova tentativa de disparar os arpões, pois o coice resultante e a incerteza sobre a orientação da sonda poderiam causar novos problemas. O primeiro pouso, contudo, foi bastante brando, o que indica que a superfície do cometa é suave.[52][10]
O contato por rádio com Rosetta e o módulo aterrissador, após uma interrupção programada devido ao posicionamento da sonda em relação à 67P/Churyumov-Gerasimenko, foi re-estabelecido na manhã do dia seguinte, às 06h01 UTC/07h01 CET.[54] Junto aos novos dados de telemetria e dos aparelhos científicos foram transmitidas as primeiras imagens a partir da superfície de um cometa, feitas pelo equipamento CIVA do módulo aterrissador.[55] Durante a descida, dados do instrumento CONSERT mostravam que o aterrissador estava a apenas 50 metros do local de pouso original, o que estava dentro da margem de erro de até 500 metros planejada pela ESA. Dados do instrumento para estudo do campo magnético ROMAP, a bordo do módulo pousador, revelaram que na verdade ocorreram três pousos. O primeiro ocorreu próximo ao horário programado, às 15h33 UTC. Como os dois arpões não dispararam, Philae quicou na superfície do cometa. O ambiente de baixa gravidade do cometa fez com que o segundo pouso ocorresse somente às 17h26 UTC, quando o módulo pousador quicou por uma segunda vez, vindo a pousar em definitivo somente às 17h33 UTC.[56][57][58] Segundo a ESA, o módulo pousador repousou de maneira estável sobre o cometa e tudo indicava que Philae não levantaria voo a partir do mesmo.[59] Contudo, o local de pouso exato ainda é desconhecido.[58]
Os resultados das medições magnéticas que foram feitas em novembro de 2014 pela sonda "Philae", que saltou duas vezes na superfície do cometa antes de se assentar, mostraram o primeiro resultado confiável do campo magnético de um cometa. Um valor quase zero fornece informações importantes sobre os campos magnéticos presentes nos primórdios do sistema solar. O resultado também lançou dúvidas sobre a ideia de que as forças magnéticas desempenharam um papel importante na formação de cometas.[60]
Em maio de 2016 foi confirmada pelo espectômetro de massa a presença de substâncias relacionadas à origem da vida na cauda do cometa: o aminoácido glicina, o elemento fósforo, além de metilamina, etilamina, sulfeto de hidrogênio e cianeto de hidrogênio.[61][62]
Em 2015, os dois dos principais astrônomos da Agência Espacial Europeia dizem que os dados enviados pela Philae indica que o cometa poderia ser habitado por vida alienígena microbiana. A evidências demonstram que várias características do cometa, como sua crosta negra orgânica, são melhores explicadas pela presença de organismos vivos sob a sua superfície gelada. A sonda espacial também confirmou ter recolhido estranhos "aglomerados" de material orgânico que se assemelham a partículas virais.[63][64]
No dia 30 de setembro de 2016, o lotado centro de operações da Agência Espacial Europeia (ESA) em Darmstadt, Alemanha, esperou em silêncio e depois o sinal da descendente missão Rosetta simplesmente parou às 13h19 (hora local), mostrando que a sonda tinha, provavelmente, impactado no cometa cerca de 40 minutos antes. Os controladores da missão se abraçaram, houve aplausos suave dos espectadores, e foi assim o fim da missão. No entanto, o trabalho científico de análise dos dados coletados levará anos.[65]
