p Em 1972, foi preciso um astronauta para fazer uma caminhada no espaço para fazer o que Lynn Carter agora pode fazer com alguns cliques do mouse durante o almoço. p Carter, um professor de ciências planetárias no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, aponta para um pequeno, fotografia emoldurada acima de sua mesa. Mostra a espaçonave Apollo 17, a última missão tripulada à lua, cruzando bem acima do cinza, extensão com crateras abaixo.

p "Vê aquela pequena antena presa lá? Aquele foi o primeiro radar planetário em uma espaçonave, e enquanto girava em torno da lua, atingiu a superfície, "disse ela." Cada vez que atingia uma camada de rocha diferente, refletiu um sinal e o gravou em filme. "

p Uma das coisas que os astronautas da Apollo 17 foram encarregados de fazer foi mapear a superfície da lua a partir da visão aérea de seu orbitador. Além de fotografar o óbvio - características topográficas como colinas, crateras e pedregulhos - a antena de radar permitiu que eles revelassem características geológicas ocultas sob a superfície da lua. Os dados do radar foram gravados em fitas cassete antiquadas armazenadas embaixo de uma escotilha que só era acessível de fora da espaçonave. Para recuperar o filme, o astronauta Ron Evans teve que colocar um traje espacial e se contorcer pela escotilha da cápsula Apollo enquanto ela se lançava pelo espaço em algum lugar entre a lua e a Terra, quase aos 25 anos, 000 milhas por hora.

p "Hoje, é totalmente diferente, "Carter diz." Tudo é digital, e os instrumentos têm resolução muito melhor. Podemos ver coisas em Marte da nossa sala de estar que você não poderia ver, mesmo se pudesse viajar para lá e ficar na superfície por conta própria. "

p Mapeando outros mundos

p Carter é especialista em fazer mapas do invisível:usando dados obtidos com instrumentos de radar de penetração no solo, ela visualiza e interpreta características enterradas sob a superfície de corpos planetários como a lua, Marte e Vênus.

p Para um cientista planetário como Carter, mapear outro mundo é muito mais do que descobrir o que é onde na superfície e como ir do ponto A ao ponto B (embora a navegação esteja se tornando uma meta cada vez mais importante, com esforços cada vez maiores para enviar astronautas a novos horizontes, como Marte ou asteróides próximos à Terra).

p "Nós olhamos os planetas para entender como eles se formaram, "Carter diz, "e também para entender melhor as características aqui na Terra que foram obscurecidas pelos próprios processos geológicos que tornam nosso planeta especial. Estudar outros objetos no sistema solar é uma maneira de estudar coisas que não saíram da maneira que aconteceram aqui em Terra."

p Pegue Vênus, por exemplo, Vizinho da Terra e o "planeta favorito de Carter, "como ela admite prontamente. Mesmo com os telescópios mais poderosos, nunca conseguimos ver sua superfície, que é permanentemente protegido da visão por uma mortalha escaldante de nuvens. Até a década de 1960, romances de ficção científica especulavam sobre uma exuberante, mundo tropical coberto de selvas.

p "O radar esmagou essa ideia, ao revelar um sólido, superfície superaquecida com muitos vulcões. "Carter diz." De repente, Vênus não parecia nada hospitaleiro. "

p Ao contrário dos exploradores e cartógrafos que se aventuraram a mapear a Terra da terra e do mar, cientistas planetários precisam mapear de longe, olhando através de telescópios, ou, se eles tiverem a sorte de conseguir uma missão de nave espacial financiada, da órbita.

p Uma mesa de centro em Marte?

p Uma das missões de visualização de maior sucesso é HiRISE, que é liderado pela UA. HiRISE é uma câmera de imagem de alta resolução que fotografou Marte com detalhes sem precedentes enquanto orbitava o planeta vermelho a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA por mais de 10 anos. As imagens são tão detalhadas que, ao longo de uma década, depois de tirar 62, 712 imagens, cobriu apenas 3,5 por cento da superfície marciana. Mas a cobertura nunca foi o objetivo - ao contrário, HiRISE foi enviada a Marte para encontrar futuros locais de pouso e fornecer imagens que ajudarão os cientistas a entender os processos geológicos antigos e atuais de Marte. O planeta provou ser surpreendentemente ativo, apesar do fato de ser um resfriado, mundo empoeirado sem placas tectônicas ou campo magnético e cuja atmosfera em grande parte flutuou para o espaço.

p HiRISE, cujo olho é aguçado o suficiente para localizar uma mesa de centro (se houver) no chão a 180 milhas de altura, está agora em sua quinta extensão e ainda continua forte. Na época em que foi lançado, mapas da Terra com detalhes semelhantes foram classificados e acessíveis apenas aos indivíduos no Pentágono, disse Alfred McEwen, Professor de Ciências Planetárias da UA Regents e pesquisador principal da HiRISE.

p Desde então, HiRISE revelou um planeta incrivelmente lindo. A visão estéreo do instrumento, resolução sem precedentes e imagens repetidas mudaram completamente a forma como os cientistas interpretaram as imagens anteriores tiradas do planeta vermelho, McEwen diz.

p "O que pensávamos serem dunas antigas, por exemplo, congelado no tempo por possivelmente milhões de anos, acabou mudando constantemente. "

p HiRISE viu um conjunto completo de atividades em andamento, incluindo novas crateras de impacto, onde o meteorito impactante explodiu o gelo de água debaixo da superfície do planeta, voçorocas de erosão e outras características, alguns tão sobrenaturais que geólogos planetários como McEwen ainda lutam para explicar sua origem com certeza.

p "Continuamos encontrando coisas novas, como recursos nas regiões polares que chamamos de aranhas, "McEwen diz." Achamos que eles são causados ​​pelo gás dióxido de carbono fluindo sob as camadas de gelo, esculpindo a topografia da superfície. Outra descoberta recente são rochas que se movem lentamente morro abaixo, possivelmente impulsionado pela expansão sazonal e contração do gelo subterrâneo. "

p Tirar fotos é apenas o primeiro passo para gerar um mapa de uma superfície planetária preciso o suficiente para permitir que as sondas pousem sem bater em pedras não descobertas ou evitar que os robôs robóticos fiquem presos na areia solta.

p "Para fazer um mapa, você tem que entender a geometria de suas imagens e transformá-las em mosaico. E então você tem que mudar a perspectiva para o que parece, a menos que os originais tenham sido adquiridos dessa forma, "McEwen disse sobre o processo chamado ortorretificação.

p A ortorretificação é necessária para derivar a topografia de uma imagem, ele explica. Os cientistas da UA que produziram o primeiro atlas detalhado da lua usaram um bastante analógico, mas uma configuração elegantemente simples para fazer isso. Nos dias de hoje, isso é feito pelos olhos atentos de pessoas especialmente treinadas e software sofisticado.

p Satélites que mudam a forma de Júpiter

p Alguns dos outros desafios que os cartógrafos do sistema solar enfrentam são como definir o nível do mar quando seu objeto de estudo não tem mar ou como definir as coordenadas de um objeto que não é exatamente esférico ou muda constantemente de forma.

p "Muitos dos satélites de Júpiter são o que chamamos de elipsóides triaxiais, "McEwen diz." Suas formas tridimensionais mudam com as fortes forças das marés sob o campo gravitacional de Júpiter, e isso é um verdadeiro desafio se você quiser fazer um mapeamento de precisão. "

p Medir essas mudanças é interessante por si só, Contudo, porque revela pistas sobre as propriedades interiores desses objetos que seriam difíceis ou impossíveis de estudar de outra forma, McEwen acrescenta.

p Cientistas e engenheiros da UA impulsionaram o campo projetando instrumentos e câmeras que voaram em várias missões espaciais para mapear território desconhecido, incluindo Mercúrio, o planeta mais próximo do sol, As luas de Saturno, Titã e Encélado, e a lua de Júpiter, Io. Eles também estão trabalhando em instrumentos propostos para futuros projetos de mapeamento que incluem a lua da Terra, Marte e Europa, A grande lua de Júpiter, cujo oceano de água subterrânea é considerado um candidato quente para vida extraterrestre.

p Mais recentemente, Os cientistas da UA estão quase concluindo o mapa mais detalhado já feito de qualquer corpo do sistema solar, incluindo a Terra:câmeras projetadas no UA estão examinando a superfície rochosa de Bennu, um asteróide próximo à Terra quase tão alto quanto o Empire State Building, e a equipe da missão de retorno de amostra OSIRIS-REx liderada pela UA mapeou a superfície de Bennu até a polegada. Ser capaz de selecionar um local seguro para a nave pousar e pegar uma amostra é um pré-requisito lógico para a missão, que está prestes a retornar uma amostra de material de asteróide imaculado para a Terra em 2023.

p "Quando terminarmos a caracterização dos sites de amostra candidatos, poderemos ver um objeto do tamanho de uma moeda, "diz Daniella DellaGiustina, Cientista líder em processamento de imagens para OSIRIS-REx.

p DellaGiustina acrescenta que, além de garantir a segurança da missão, mapeamento em detalhes sem precedentes oferece "muito bom, ciência incrível. "

p "Obtendo um conjunto de dados de um asteróide inteiro e indo dessa escala até imagens de pixels com dimensões de centímetros, podemos realmente começar a conectar asteróides à população de meteoritos que temos em nossos laboratórios, "DellaGiustina diz.

p Para fazer isso, a equipe teve que inventar novas técnicas e aumentar o software de mapeamento disponível para capturar uma representação precisa de Bennu, um objeto de formato irregular cuja superfície é cravejada de pedras, incluindo alguns do tamanho de uma garagem e com balanço.

p Navegando em três dimensões

p "Um sistema de coordenadas não é suficiente, por isso, trabalhamos em latitude e longitude e em coordenadas cartesianas o tempo todo, "DellaGiustina diz." Isso nos permite gerar nuvens de pontos 3-D e atribuir coordenadas precisas a cada pixel. "

p Além de permitir futuras missões de exploração humana a Marte, esta pesquisa ajuda a responder a questões fundamentais sobre como o planeta vermelho se tornou o que é hoje, Bramson explica.

p "Ao mapear o gelo subterrâneo, podemos tentar juntar a história do clima do planeta, "ela diz." Isso nos permite entender as mudanças naturais do clima sem os fatores de confusão que temos na Terra, como a população humana, vegetação e oceanos. "