Os desafios da OSIRIS-REx e por que é tão difícil coletar amostras de asteroides

Daniele Cavalcante
·6 minuto de leitura

Faltam poucos dias para a tão aguardada coleta de amostras do asteroide Bennu, e as expectativas da NASA são altas — afinal, será a primeira vez que uma nave dos EUA tentará realizar uma missão desse tipo. A nave em questão é a OSIRIS-REx, e as amostras que ela trará à Terra devem fornecer aos cientistas pistas sobre a formação do Sistema Solar. O grande dia será na terça-feira (20), mas não será uma tarefa fácil.

Os desafios são muitos. Além de ser um asteroide relativamente pequeno, com cerca de 500 metros de diâmetro, há diversas rochas do tamanho de casas sobre sua superfície. A NASA descreveu as manobras necessárias para o pouso como tentar estacionar uma van em um estacionamento onde há apenas uma vaga livre. Bem, estacionar um carro pode ser fácil para quem já tem prática, mas a OSIRIS-REx nunca realizou a manobra completa, apesar de alguns treinos terem sido realizados nos últimos meses.

A complexidade do TAG (sigla para “Touch-And-Go”, o nome do evento que consiste em tocar na superfície do asteroide para pegar as amostras e voltar ao espaço apenas poucos segundos depois) consiste não somente em descer até o chão do Bennu sem colidir com as rochas, mas também permanecer na inclinação e velocidades corretas para não cair e não prejudicar os instrumentos robóticos que tocarão no solo. Um mínimo erro de cálculo de velocidade, por exemplo, e o braço de coleta das amostras pode ser irremediavelmente danificado.

Em um vídeo recente da NASA, alguns dos membros da equipe da missão falaram sobre os desafios de realizar o TAG, e sobre como os cientistas prepararam tudo nos mínimos detalhes para garantir que tudo dará certo. Tudo começará com uma queima de combustível que vai tirar a nave de sua órbita atual e a levará rumo a uma descida cautelosa em direção à superfície, mais precisamente ao local chamado Nightingale.

Assim que a espaçonave iniciar a descida, entrará em ação um sistema chamado Natural Feature Tracking (NFT), que cuidará da navegação da OSIRIS-REx usando um catálogo de imagens com as imagens de navegação em tempo real obtidas durante a descida. Essas imagens serão comparadas com os dados coletados pelo instrumento a bordo chamado Laser Altimeter (OLA), que ficou mapeando o Bennu durante o tempo que a nave orbitou o asteroide, permitindo criar o que a equipe da missão chama de "mapa de perigo". Essa representação detalhada mostrará os locais arriscados à medida que a nave desce rumo ao alvo.

Essa comparação entre as imagens do NFT e o mapa de perigo acontecerá em tempo antes de tocar a superfície. Se a nave estiver no caminho de uma colisão, o sistema aciona automaticamente um “abortar missão”, ou seja, uma manobra que levará a nave de volta para uma altitude segura. Os cientistas calculam que esse cenário que tem uma probabilidade de menos de 6%, com base em simulações. Não parece muito, mas é o suficiente para querer tomar todas as preocupações cabíveis.

Se a comparação de imagens mostrar que a nave desce em uma direção segura, ela estenderá seu mecanismo de coleta TAGSAM, preso no braço robótico de 3,3 metros de comprimento. Uma vez que tudo der certo, o toque na superfície será realizado por mais ou menos 10 segundos. O contato com a superfície de Bennu será detectado pela OSIRIS-REx, que vai disparar uma das três garrafas de nitrogênio a bordo. Como um aspirador de pó reverso, o mecanismo vai agitar a poeira da superfície para dentro do coletor antes que a espaçonave se afaste.

Se algo der errado com a coleta movida a nitrogênio, o mecanismo usará uma série de pequenos discos pegajosos projetados para coletar poeira simplesmente grudando-as no aparelho. Não é o ideal, mas pode funcionar.

Um dos grandes desafios dessa etapa é que o controle da missão na Terra não poderá ver tudo em tempo real, controlando como se fosse um vídeogame. É que o Bennu está tão longe que os sinais de transmissão entre a nave e o controle da NASA levarão 16 minutos para chegar. Ou seja, quando os funcionários da agência espacial estiverem vendo a manobra de descida, que levará 8 minutos, a nave já terá retornado para longe da rocha espacial. Então, o sistema autônomo deverá ser preciso.

Depois que a nave se afastar, a equipe examinará as filmagens feitas pela câmera chamada SamCam, acoplada no cabeçote de coletas e programado para filmar quando o contato for detectado pela nave. O SamCam é uma das três câmeras a bordo da espaçonave construída no UArizona. Com essas filmagens, a NASA finalmente saberá como tudo ocorreu: se a nave estava inclinada, se o gás estourou para o lado, se o material foi agitado o suficiente para ser “aspirado” pela máquina, entre outros detalhes. Também verá a localização exata do Nightingale onde a OSIRIS-REx fez o TAG para a coleta.

Depois de saber o ponto de coleta, os cientistas vão comparar com o mapa que eles possuem para avaliar se o pouso ocorreu em uma área onde há bastante material, ou se foi em uma área mais rochosa. Isso será fundamental para determinar se a OSIRIS-REx estará carregando amostras o suficiente para análises em laboratório. Seria decepcionante se a nave chegasse aqui com menos material do que o desejado.

A câmera SamCam também vai tirar imagens do próprio cabeçote de amostras depois que a espaçonave se afastar do Bennu. A equipe poderá examiná-lo em diferentes orientações em relação ao Sol e verá toda a poeira que estiver grudada em outra parte do TAGSAM ou no braço mecânico. Isso dirá à equipe se a poeira foi bastante movimentada pelo gás.

Depois, a equipe passará uma semana inteira avaliando quanta amostra foi coletada, usando vários métodos para estimar a quantidade do material. A NASA também vai avaliar imagens que dirão se a nave e seus instrumentos foram desgastados de algum modo.

Há no total três garrafas de nitrogênio, o suficiente para que a nave faça outras tentativas de coleta caso a primeira dê errado ou não consiga coletar amostras o suficiente, já que o objetivo científico principal é obter pelo menos 60 gramas. Se uma nova tentativa for necessária, a nave será colocada de volta em órbita e uma série de queima de combustível será feita para alinhar sua posição, preparando-a para uma nova tentativa.

Embora Nightingale tenha sido identificado como o melhor lugar para obter uma amostra, há outros locais interessantes onde as novas tentativas poderão ser feitas, como o Osprey.

Todo esse processo poderá ser acompanhado em uma cobertura ao vivo da NASA, que começará na segunda-feira (19) e terminará na quarta. Após realizar a coleta das amostras com sucesso, a OSIRIS-REx deixará o Bennu e em 2021 começará sua viagem de volta à Terra. Ela deverá chegar por aqui com o material alienígena no dia 24 de setembro de 2023.

Fonte: Canaltech

Trending no Canaltech: