Reportagem
edição 34 - Março 2005
Maratona rumo ao cometa
A sonda espacial Rosetta, o maior projeto europeu para exploração inter-planetária, foi lançada com sucesso. A caçada ao cometa Chury já começou
por Thorsten Dambeck
O final de uma longa viagem. Esta será a provavél paisagem daqui 11 anos, quando o módulo de aterrissagem Philae da sonda Rosetta pousar no cometa ferruginoso - sempre ameaçada por emissões gasosas do núcleo, semelhantes a explosões
Svetlana Gerasimenko vive em Duchambe, a capital da república centro-asiática do Tadjiquistão. Nascida na Ucrânia, ela tem quase 60 anos de idade. É casada e recebe regularmente visitas de uma filha, dois filhos e quatro netos. Além do trabalho, ela gosta de plantas decorativas. Uma vovó comum? De forma nenhuma: ela foi a primeira a ver o cometa que será visitado pela sonda européia Rosetta, após uma viagem de dez anos. Será a primeira vez que uma nave espacial pousará num cometa. Junto com Klim Ivanovich Churyumov, a então jovem cientista viajou no início de 1969 para Alma Ata, no Cazaquistão. Com o telescópio de 50 cm Maksutow, do Instituto Astronômico, ela fotografou na noite de 12 de setembro diversos cometas. Uma foto parecia ter problemas: no centro da imagem, o filme dava a estranha impressão de ter perdido a sensibilidade, e havia menos estrelas que o esperado. A astrônoma ia jogar a foto fora, quando viu na borda um objeto nebuloso, que julgou ser o cometa “Comas Sola”. Engano seu, como percebeu em sua cidade natal, Kiev, ao analisar o material com exatidão. A foto mostrava um cometa até então desconhecido, que logo depois foi batizado com o nome de 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Candidato Tímido
Entre os cientistas criaram-se apelidos carinhosos para o destino da principal missão da Agência Espacial Européia (ESA): “Tschuri”, chamam-no os alemães, “Chury”, os americanos; de forma mais técnica, ele também é chamado de “67P”, ou simplesmente “CG”. O cometa de órbita curta, que dá uma volta ao redor do Sol a cada 6,7 anos, é, todavia, um candidato tímido. O cometa 46P/Wirtanen, destino original da missão Euro, de U$S 1 bilhão, escapou dos engenheiros da ESA, após problemas com o foguete Ariane 5. Isso foi em 2003. Agora, desde 2 de março de 2004, Rosetta vai atrás do Chury. “Comparado com Wirtanen, o núcleo do 67P é bem maior”, explica o pesquisador Johannes Benkhoff, do Centro Alemão de Viagens Aeroespaciais (DLR, na sigla em alemão), em Berlim. Ele desenvolveu um modelo das propriedades físicas do núcleo do cometa. O núcleo é um rochedo pouco vistoso com o formato de uma pequena cidadela em meio a uma nuvem de gás e pó, chamada de coma pelos especialistas. Ela pode se transformar em uma cauda imponente nas proximidades do Sol. Com a sonda Giotto, a ESA teve a honra de fotografar pela primeira vez esse tipo de núcleo. “No caso do 67P estamos supondo que deve ser um objeto com a forma aproximada de um elipsóide de 4,8 por 3,7 km. O diâmetro médio provavelmente está por volta de 4 km, ao passo que o núcleo de Wirtanen mede apenas 1,5 km”, explica o físico de planetas Benkhoff.

Observações anteriores indicam que há no Chury uma formação de poeira comparativamente alta. Além disso, os pontos em que há atividade de formação de poeira parecem ser fenômenos locais, diferentemente do que ocorre no Wirtanen. “Para explicar a produção de gás e poeira do Wirtanen, devia-se considerar a atividade da superfície total de seu núcleo. No caso do Chury, são suficientes apenas 10% de sua superfície”, diz Benkhoff.

Embora o 67P já tenha dado um número enorme de voltas ao redor do Sol, ainda poderia haver em seu interior muitos elementos voláteis ou fluidos, segundo Benkhoff. Na realidade, cada aproximação com o Sol custa aos cometas uma porção de seu estoque de gases congelados, suas substâncias orgânicas e seu gelo, mas Chury até agora passou poucas vezes muito próximo ao Sol. Sua trajetória parece ter se desviado apenas recentemente na direção dele.
Em Busca das Origens
Saberemos se Chury foi uma boa escolha em 2014 ,quando Rosetta terá alcançado o cometa. Um momento emocionante, já que, na opinião dos astrônomos, o rochedo gelado não é mais que material depositado sobre gelo, do tempo em que o Sistema Solar se formou a partir de uma nuvem de poeira. Quase toda a matéria no Sistema Solar sofreu muitas modificações desde essa época – cerca de 4,6 bilhões de anos atrás – por causa da à ação do calor. A formação dos planetas também foi um processo quente: os planetas originais foram provavelmente aquecidos pela desintegração de material radioativo e modificados por inúmeras colisões. Processos de fusão internos também colaboraram e são responsáveis, como no interior da Terra, por um núcleo metálico líquido.

Condições totalmente diferentes imperam longe do Sol. Ali existem dois reservatórios praticamente inalterados de matéria planetária original: o cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort. “A nuvem de Oort é muito distante para as viagens espaciais atuais”, explica Herrmann Boehnhardt, do Instituto Max Planck de Astronomia, em Heidelberg. Simulações permitem supor que os cometas de Oort surgiram juntamente com os primeiros corpos no sistema de planetas original. Mas 200 milhões de anos depois eles foram empurrados de suas órbitas, que ficavam entre Júpiter e Netuno. Eles se reuniram em uma região distante de 10 mil a 100 mil unidades astronômicas (UA) do Sol – a meio caminho da próxima estrela fixa. Mesmo que a existência da nuvem de Oort não esteja comprovada de forma indubitável, é muitíssimo provável que ela exista, e o material original da formação dos planetas – “pedaços originais”, na formulação de Boehnhardt – orbite vagarosamente ao redor do Sol.

A situação é diferente no cinturão de Kuiper, descoberto em 1992. Nesta remota área desolada além de Netuno apertam-se inúmeros rochedos; as colisões entre objetos do cinturão de Kuiper (KBO, sigla em inglês para “Kuiper belt objects”) são mais prováveis do que na nuvem de Oort, mais externamente.

“KBOs com diâmetro abaixo de 50 quilômetros não são na verdade originais”, diz Boehnhardt, “mas fragmentos surgidos de colisões.” Muitos pesquisadores supõem que os cometas de órbitas curtas são fruto de colisões dos KBOs. Eles foram desviados pela gravidade de Netuno para o interior do Sistema Solar e viajaram, durante 50 a 100 milhões de anos, de planeta gasoso a planeta gasoso até as proximidades de Júpiter.
Influência Joviana
Será que Chury também é um viajante de longo percurso? “Ainda não é possível provar isso”, diz, cauteloso, Boehnardt. Mesmo assim, sabe-se que a órbita de Chury é ainda hoje fortemente influenciada por Júpiter: sua órbita atual, que o trouxe à mira do planejamento da missão Rosetta, é conseqüência de um encontro com o planeta gigante em fevereiro de 1959.

A história do estudo dos cometas com o uso de sondas tem somente um quarto de século. Um dos veteranos: Jochen Kissel. O pesquisador do Instituto Max Planck de Aeronomia, na cidadezinha de Katlenburg-Lindau, na região de Harz, enviou seus equipamentos de medição em quase todas as missões de cometas pelo Sistema Solar. Com a Rosetta voa seu espectrômetro de massa Cosima (“Cometary Secondary Ion Mass Analyser”), que colherá poeira da cauda do Chury. “Desde meados dos anos 1980, as fotos que as sondas nos enviam do núcleo dos cometas estão cada vez melhores”, explica Kissel. “Isso começou com a missão Giotto, da ESA, e a sonda soviética Vega para o cometa Halley”. Depois de uma longa pausa, a Nasa enviou há três anos a sonda Deep Space 1, que visitou o cometa Borelly e transmitiu flagrantes da superfície quase negra de seu núcleo esférico.

Flagrantes na Poeira
Em janeiro de 2004, a sonda americana Stardust passou por Wild-2 e colheu um miligrama de poeira do cometa. Enquanto a poeira entrava no recipiente da sonda a uma velocidade seis vezes superior à de uma bala de metralhadora, a câmera fotográfica automática a bordo clicou 72 vezes. Pela primeira vez puderam ser vistas superfícies ativas da excêntrica paisagem do cometa, das quais jorravam fontes de gás e poeira – semelhantes ao gêiseres da Terra.

Comparada com as sondas que até agora passaram próximas a cometas, a missão de Rosetta é bem mais complexa: pela primeira vez uma nave espacial fará uma evolução em torno do núcleo de um cometa. “As câmeras de Rosetta mandarão lindas fotos”, espera Kissel, pois a nave orbitará a uma altura de somente um a 10 km da superfície do cometa. A câmera Osíris do Instituto Max Planck de Aeronomia alcança dali uma resolução de até 10 cm. Já as melhores fotos da Stardust mostram apenas detalhes com dimensão acima de 20 metros.

A Cosima de Kissel pode recolher grãos de poeira ejetados do núcleo do cometa e determinar sua composição química. Os astrônomos supõem que substâncias orgânicas complexas chegaram um dia à Terra trazidas por meteoritos. Em exemplares como o meteorito Murchinson, que caiu na Austrália em 1969, foram encontrados mais de 70 aminoácidos diferentes. Os produtos químicos do Cosmos podem ter acelerado a evolução química da jovem Terra. Kissel: “A questão dos aminoácidos também vale para a matéria dos cometas no espaço”. Rosetta tem grandes chances de detectar essas substâncias, bases moleculares das proteínas, pois a sonda não se limitará a fazer medições a distância. Nessa missão, pela primeira vez, será tentada uma aterrissagem na superfície de um cometa.
O módulo de aterrissagem é uma iniciativa com grande contribuição alemã. Berndt Feuerbacher, do Centro Alemão de Viagens Aeroespaciais (DLR), de Colônia, é considerado um dos pais da nave. “Antes de pousarmos, vamos fotografar o núcleo de Chury por pelo menos três meses, durante a órbita”, ele explica. Com o auxílio das imagens da superfície, será escolhido um local para o pouso. Em novembro de 2014, o lema será “pescoço e perna quebrados”: a cerca de 1 kmde altura o módulo de aterrissagem vai se separar da nave-mãe. Com um impulso contrário à direção de órbita da nave-mãe, Philae será lançada a seu destino, caindo em queda livre sobre Chury. “Na aterrissagem sobre um cometa, a dificuldade não é obter uma aproximação suave, mas a permanência estável na superfície”, diz Feuerbacher, explicando que a manobra é diferente da aterrissagem sobre um planeta – a gravidade do cometa é menos de um milionésimo daquela que experimentamos na Terra.

Chegando ao solo da bola de neve suja (“Estamos preparados para tudo, desde neve em flocos até gelo duro”, diz Feuerbacher), duas coisas ocorrerão simultaneamente. Primeiro, Philae lançará um arpão no gelo do cometa. Depois, será disparado um gás na direção do “tiro”, para amortecer o impacto do solavanco.

Depois da certamente atribulada fase de aterrissagem, terão início os primeiros experimentos científicos. Já durante a descida, Philae tirará as primeiras fotos de seu futuro lar. No solo, serão feitas fotografias panorâmicas, e uma broca retirará material fresco do cometa de uma profundidade de 20 cm. As amostras serão automaticamente analisadas a bordo, em um experimento alemão e outro britânico.

Mistérios Geoquímicos
Escondem-se lá as moléculas que um dia trouxeram os requisitos químicos das formas de vida para a Terra? A sonda encontrará substâncias antiqüíssimas, pré-solares, vindas do espaço interestelar e que foram “incorporadas” pelos cometas? Será que Philae encontrará também provas de que os oceanos terrestres foram alimentados pelo impacto de cometas? São todas questões cuja resposta é aguardada não apenas pelos cientistas.
Em sua ação exploradora, a sonda robótica passará por algumas exigências, já que as condições de trabalho pouco hospitaleiras são uma gelada suposição. À noite, os termômetros caem a 170o C negativos, e mesmo durante o dia a temperatura chega no máximo a 50o C negativos. Graças à camada de isolamento do módulo, o calor emitido pelos instrumentos retardará seu congelamento. “Duas a três semanas após a aterrissagem, o frio certamente achará um caminho para entrar – então, Philae está programada para cair em uma espécie de hibernação”, diz Feuerbacher. Assim que Chury se aproximar do Sol e as temperaturas no solo subirem, o controle de solo despertará novamente seu pupilo. É difícil prever quanto tempo o veículo agüentará nessas condições.

Berndt Feuerbacher já anunciou que acompanhará a missão daqui a dez anos de dentro do centro de controle, “mesmo que seja em uma cadeira de rodas”. Será que Svetlana Gerasimenko também se encontrará diante das telas? Em todo caso, seu cometa já se tornou há muito tempo uma celebridade.
Thorsten Dambeck É doutor em física e jornalista científico em Berlim.
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