O que aprendemos ao jogar sondas espaciais em planetas e cometas pelo espaço

No começo do mês, a sonda espacial Messenger da NASA encerrou sua missão de 11 anos ao cair em Mercúrio. O destino da Messenger era esse de qualquer jeito, e, em alguns outros casos, toda uma missão é feita com a ideia de terminar com uma explosão em um cometa.

A Messenger não foi a primeira (e nem a última) sonda a cair em algum lugar. Já perdemos espaçonaves em luas, cometas e mais, todas na esperança de aprender alguma coisa nova a partir dos destroços. Veja alguns dos grandes destaques das colisões em exploração espacial:

Terceiro estágio da Apollo 13: calibragem de sismômetro

O terceiro estágio do que lançou a missão Apollo 13, diferentemente da missão em si, chegou à Lua. O foguete deixou uma cratera enorme na superfície lunar, e seu impacto forneceu dados de calibragem para uma rede de instrumentos sísmicos na Lua.

Galileo (2003): Protegendo as luas de Júpiter

Mas, claro, algumas vezes a espaçonave vai colidir com alguma coisa de qualquer forma, e cientistas só querem minimizar os danos. Como a sonda , por exemplo, que foi deliberadamente lançada pela NASA na atmosfera de Júpiter em 2003.

Deixar a espaçonave cair por conta própria significava correr o risco do impacto acontecer em uma das luas de Júpiter — Europa, Io, Ganimedes ou Calisto. Como Europa e Ganimedes têm oceanos salgados e são considerados lares prováveis para a vida alienígena, se ela existir, a NASA não queria correr o risco de contaminar esses ambientes.

Deep Impact (2005): Geologia de um cometa

Em 2005, a NASA esmagou uma sonda de quase 400kg no cometa Tempel 1 a 37.000km/h para entender melhor a formação do Sistema Solar.

Esse foi o clímax de uma missão chamada , uma das mais famosas colisões da história. O impacto em si foi pequeno, apenas um metro de largura por um metro de comprimento, mas o sistema de navegação a bordo da sonda e seus propulsores foram reforçados uma camada de revestimento de cobre na sua extremidade frontal. A Deep Impact foi criada com um único propósito: atingir com força.

Quando uma espaçonave colide com um planeta, lua ou cometa, ela libera um spray de detritos: areia, rochas, gelo, líquidos e gases. Graças à física do impacto nesses corpos, muitos desses materiais são escavados conforme o objeto que impacta cria a cratera. Colidir uma espaçonave, em resumo, ajuda na coleta de uma grande quantidade de amostra da geologia local, facilitando na hora da identificação da sua formação química.

A espaçonave Deep Impact liberou o módulo de impacto no caminho do cometa no dia 2 de julho, e então fugiu de lá. Pelas 24 horas seguintes, esse módulo usou um sistema de rastreamento estelar, algoritmos de navegação e pequenos propulsores para se manter no caminho certo. A Deep Impact essencialmente se enfiou no caminho de um cometa para depois fugir de perto dele.

Ela atingiu o cometa com uma força de 4,5 toneladas de TNT, escavando uma cratera enorme na sua superfície e enviando poeira, gelo e gás para o espaço. A espaçonave, junto com o Telescópio Espacial Spitzer e outros observatórios, usou câmeras infravermelho e espectrômetros nessa nuvem causada pelo impacto. O espectrômetro da Spitzer descobriu uma mistura de carbono, minerais de argila, vapor de água e gelo e sílica tanto cristalina quanto vítrea. A mistura apontou para condições nos primórdios do Sistema Solar capazes de rapidamente aquecer e esfriar materiais e então misturar materiais quentes e frios na nebulosa de gás e poeira ao redor do Sol. É uma imagem muito mais complexa do Sistema Solar do que cientistas imaginavam.

SMART-1 (2006): Uma bela vista

Quando a da Agência Espacial Europeia (ESA) ficou sem combustível em 2006, a agência programou o acidente para acontecer no lado da Lua voltado para a Terra, para o benefício dos observadores na Terra que queriam ver o acidente (quem disse que a ciência não é divertida?). Durante a sua trajetória para baixo, a SMART-1 forneceu imagens de partes da paisagem lunar que anteriormente só tinham sido vistos de cima para baixo.

LCROSS (2009): água na Lua

E então, em 9 de outubro de 2009, a cratera lunar Cabeus se tornou o local de uma queda dupla.

O Satélite de Detecção e Observação de Crateras Lunares (LCROSS, na sigla em inglês), foi à Lua em busca de água, mas ele não estava lá em paz. O LCROSS carregava um foguete superior Centaur, e após orbitar várias vezes ao redor da Terra, ele lançou o Centaur em direção à Lua.

O impact, profundo nas sombras da Cratera Cabeus, liberou uma nuvem de detritos muito acima das paredes da cratera. Muitos dos materiais dessa colisão descasaram na sombra fria da cratera por muitos bilhões de anos. De acordo com espectrografias da espaçonave LCROSS, que observava o impacto da órbita, a cratera Cabeus continha água congelada, assim como elementos químicos voláteis que os cientistas acreditam que estavam nos blocos de construção da vida: amônia, dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrogênio, metano e sódio. A cratera também continha mercúrio e prata. Os cientistas dizem que esses materiais provavelmente foram depositados lá por um impacto antigo de um cometa, possivelmente até o mesmo impacto que formou a cratera.

Antes da poeira baixar, a LCROSS mergulhou na nuvem, analisando seu conteúdo e enviando os dados de volta para a Terra antes de se juntar à Centaur no fundo da cratera.

Messenger (2015): intemperismo espacial

Após a queda no começo do mês, os restos da Messenger vão ficar na mais recente cratera de Mercúrio, deteriorando lentamente sob o ataque constante de raios cósmicos, vento solar e pequenos meteoritos. Para cientistas, é uma boa notícia. Eles vão aprender ainda mais sobre um processo chamado intemperismo espacial.

Já sabemos que o intemperismo espacial acontece mais rápido em Mercúrio, com sua atmosfera fina e proximidade da radiação potente do Sol, mas os cientistas ainda não sabem exatamente quão mais rápido isso acontece. Em 2017, a Agência Espacial Europeia planeja lançar uma nova missão a Mercúrio, chamada Bepi Columbi, e quando ela aterrissar no planeta em 2024, vai procurar pela Messenger. Imagens de uma cratera relativamente nova, com uma data conhecida de impacto, vão ajudar cientistas a entenderem melhor como o intemperismo acontece no espaço.