Com lançamento em agosto de 2022 e chegada ao cinturão de asteroides em 2026, a espaçonave Psyche da NASA orbitará um mundo que mal podemos identificar da Terra e nunca visitamos.
O alvo da missão Psyche da NASA – um asteroide rico em metal, também chamado Psyche, no cinturão principal entre Marte e Júpiter – é um mundo inexplorado no espaço sideral. De telescópios baseados na Terra e no espaço, o asteroide aparece como um borrão difuso. O que os cientistas sabem, a partir de dados de radar, é que tem a forma de uma batata e que gira de lado.

Ao analisar a luz refletida pelo asteroide, os cientistas levantam a hipótese de que o asteroide Psyche é extraordinariamente rico em metal. Uma explicação possível é que ele se formou no início do nosso sistema solar, seja como um núcleo de um planetesimal – um pedaço de um planeta – ou como material primordial que nunca derreteu. Esta missão visa descobrir e, no processo de fazê-lo, eles esperam ajudar a responder a perguntas fundamentais sobre a formação do nosso sistema solar.

“Se for parte de um núcleo de metal, seria parte da primeira geração de núcleos iniciais em nosso sistema solar”, disse Lindy Elkins-Tanton, da Arizona State University, que como investigadora principal, lidera a missão Psyche. "Mas nós realmente não sabemos, e não saberemos nada com certeza até chegarmos lá. Queríamos fazer perguntas primárias sobre o material que construiu planetas. Estamos cheios de perguntas e poucas respostas. Isso é exploração real."

Elkins-Tanton liderou o grupo que propôs Psyche como uma missão da classe Discovery da NASA; ele foi selecionado em 2017. Um grande desafio, disse ela, foi escolher os instrumentos científicos da missão:como você garante que obterá os dados de que precisa quando não tem certeza do que, especificamente, estará medindo?

Por exemplo, para determinar do que exatamente o asteroide é feito e se ele faz parte de um núcleo planetesimal, os cientistas precisavam de instrumentos que pudessem dar conta de uma série de possibilidades:níquel, ferro, diferentes tipos de rocha ou rocha e metal misturados.

Eles selecionaram um conjunto de carga útil que inclui um magnetômetro para medir qualquer campo magnético; geradores de imagens para fotografar e mapear a superfície; e espectrômetros para indicar do que é feita a superfície medindo os raios gama e os nêutrons emitidos por ela. Os cientistas continuam a fazer hipóteses sobre o que é feito de Psique, mas "ninguém foi capaz de criar uma Psique que não possamos lidar com os instrumentos científicos que temos", disse Elkins-Tanton.

Como visitar um mundo desconhecido

Mas antes que os cientistas possam colocar esses instrumentos para funcionar, eles precisarão alcançar o asteroide e entrar em órbita. Após o lançamento do Centro Espacial Kennedy da NASA em agosto de 2022, Psyche passará por Marte nove meses depois, usando a força gravitacional do planeta para se lançar em direção ao asteroide. É uma viagem total de cerca de 2,4 bilhões de quilômetros.

A espaçonave começará sua aproximação final ao asteroide no final de 2025. À medida que a espaçonave se aproxima de seu alvo, a equipe da missão ligará suas câmeras e o visual do asteroide Psyche se transformará da bolha difusa que conhecemos agora em alta. definição, revelando as características da superfície deste mundo estranho pela primeira vez. As imagens também ajudarão os engenheiros a se orientar enquanto se preparam para entrar em órbita em janeiro de 2026. A órbita inicial da espaçonave foi projetada para estar em uma altitude alta e segura – cerca de 700 quilômetros acima da superfície do asteroide.

Durante esta primeira órbita, a equipe de design e navegação da missão de Psyche estará focada em medir o campo gravitacional do asteroide, a força que manterá a espaçonave em órbita. Com uma compreensão do campo gravitacional, a equipe pode navegar com segurança pela espaçonave cada vez mais perto da superfície, à medida que a missão científica é realizada em pouco menos de dois anos.

A psique parece ser irregular, mais larga (173 milhas, ou 280 quilômetros, em seu ponto mais largo) do que de cima para baixo, com uma distribuição desigual de massa. Algumas partes podem ser menos densas, como uma esponja, e outras podem ser mais compactas e mais massivas. As partes de Psique com mais massa terão maior gravidade, exercendo uma atração mais forte sobre a espaçonave.

Para resolver o mistério do campo gravitacional, a equipe da missão usará o sistema de telecomunicações da espaçonave. Ao medir mudanças sutis nas ondas de rádio da banda X que vão e voltam entre a espaçonave e as grandes antenas da Deep Space Network ao redor da Terra, os engenheiros podem determinar com precisão a massa, o campo de gravidade, a rotação, a orientação e a oscilação do asteroide.

A equipe vem trabalhando em cenários e desenvolveu milhares de "possíveis Psyches" - simulando variações na densidade e massa do asteróide e na orientação de seu eixo de rotação - para estabelecer as bases para o plano orbital. Eles podem testar seus modelos em simulações de computador, mas não há como saber com certeza até que a espaçonave realmente chegue lá.

Nos próximos 20 meses, a espaçonave usará seu sistema de propulsão elétrica suave para mergulhar em órbitas cada vez mais baixas. As medições do campo gravitacional se tornarão mais precisas à medida que a espaçonave se aproximar, e as imagens da superfície terão maior resolução, permitindo que a equipe melhore sua compreensão do corpo. Eventualmente, a espaçonave estabelecerá uma órbita final a cerca de 85 quilômetros acima da superfície.

É tudo um esforço para resolver os enigmas deste asteróide único:de onde veio Psique, do que é feito e o que nos diz sobre a formação do nosso sistema solar?

"Os humanos sempre foram exploradores", disse Elkins-Tanton. "Sempre partimos de onde estamos para descobrir o que está além daquele morro. Sempre queremos ir mais longe, sempre queremos imaginar. É inerente a nós. Não sabemos o que vamos encontrar , e espero que fiquemos totalmente surpresos."