Os cometas são as relíquias vivas do início do sistema solar, formado há cerca de 4,6 mil milhões de anos, quando o nascimento do Sol lançou poeira e gás para o espaço. Essas partículas coalesceram longe do Sol em corpos gelados e empoeirados que sobreviveram ao longo dos tempos.
Pensa-se que os cometas sejam feixes consolidados de gelo, poeira, compostos orgânicos e talvez rochas, formados há cerca de 4 mil milhões de anos. À medida que atravessam o sistema solar, acumulam detritos adicionais, tornando cada cometa uma cápsula do tempo de formação planetária. No entanto, com diâmetros que podem atingir 100 km, eles permanecem fora do alcance da amostragem tradicional.
Para penetrar nesses corpos antigos, a NASA lançou a missão Discovery
Deep Impact em 12 de janeiro de 2005. Seis meses depois, em 4 de julho de 2005, a espaçonave se encontrou com o cometa Tempel1.
Cometa Tempel1 e espaçonave Deep Impact Foto cortesia da NASA
Neste artigo, exploraremos como os cometas se formam, quais segredos eles guardam e como o Deep Impact os revelou.
O Básico
No momento do encontro, o núcleo do Tempel1 media cerca de 6 km de diâmetro – a sua fase mais sólida. O principal objetivo da missão era sondar a superfície e o interior do mesmo cometa, permitindo uma comparação direta das camadas.
A espaçonave Deep Impact compreendia dois módulos:um veículo de sobrevoo transportando imagens de alta resolução e instrumentos de espectroscopia infravermelha, e um pequeno impactor equipado com um sistema de navegação de precisão. Quando os dois se separaram 24 horas antes do impacto, o impactor orientou-se para o lado iluminado pelo sol do cometa, atingindo a superfície e escavando uma cratera que revelou material intocado.
Conceito artístico:Impactor (esquerda) separando-se do sobrevoo e seguindo em direção ao Tempel1
Foto cortesia da NASA
Ao estudar a pluma ejetada e o interior da cratera, os cientistas obtiveram uma visão sem precedentes da infância do Sistema Solar.
A animação da jornada da Deep Impact até Tempel1, incluindo a separação e o direcionamento do impactor, pode ser vista
aqui
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Foto cortesia da NASA
A ciência por trás da missão
Quando a equipe do Deep Impact foi concebida, ela delineou quatro objetivos principais:
- Observe a formação de crateras em tempo real
- Medir a profundidade e o diâmetro da cratera
- Determinar a composição do interior da cratera e do material ejetado
- Avaliar as mudanças na liberação natural de gases após o impacto
Esses dados pretendiam responder a três questões fundamentais sobre cometas:
- Onde reside o material puro dentro de um cometa?
- Um cometa retém ou perde gelo?
- O que governa a formação de crateras em um núcleo poroso?
Acredita-se que os núcleos dos cometas tenham uma estrutura de duas camadas:um manto externo e um núcleo interno primitivo. À medida que um cometa se aproxima do Sol, o gelo do manto sublima e o cometa pode acumular detritos adicionais, enquanto o núcleo permanece praticamente inalterado desde a sua formação. A comparação destas camadas fornece informações sobre a origem e a evolução do sistema solar.
Modelo gerado por computador do sistema de imagem do Deep Impact durante o encontro com Tempel1
visualização
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Foto cortesia da NASA
Outra questão fundamental é se os cometas ficam dormentes – onde o manto isola o interior, impedindo a fuga de gás – ou se extinguem, onde o núcleo não contém voláteis. Os resultados do Deep Impact ajudam a determinar o estado de atividade do Tempel1.
A dinâmica do impacto – formato da cratera, velocidade de formação e características do material ejetado – oferece pistas sobre a porosidade do manto, a densidade do núcleo e a massa total do cometa, melhorando a nossa compreensão da composição e evolução do cometa.
Lançamento:A espaçonave Deep Impact decolou do Cabo Canaveral em 12 de janeiro de 2005 às 13h47 EST a bordo de um foguete Boeing DeltaII.
Foto cortesia da NASA
Os músculos e a mente por trás da missão
A nave de sobrevôo, aproximadamente do tamanho de um SUV, carregava um Instrumento de Alta Resolução (HRI) e um Instrumento de Média Resolução (MRI) para geração de imagens, espectroscopia e navegação óptica. Ele dependia de um painel solar fixo e de uma bateria NiH₂ para obter energia. O impactor permaneceu preso até 24 horas antes do impacto.
Após o lançamento, o impactador utilizou um rastreador estelar de alta precisão, o Impactor Target Sensor (ITS), e algoritmos de navegação automática personalizados para se guiar até ao cometa. Um pequeno sistema de propulsão de hidrazina proporcionou boa trajetória e controle de atitude. Juntos, HRI, MRI e ITS permitiram que a nave de sobrevoo observasse o cometa antes, durante e depois do impacto.
Nave espacial Flyby (esquerda) e impactador (direita)
Foto cortesia da NASA
O sistema de voo do Deep Impact era uma carga útil de um foguete DeltaII, que encontrou o Tempel1 no início de julho de 2005. Vinte e quatro horas antes do impacto, o impactor separou-se, permitindo que a nave de sobrevôo se posicionasse para obter imagens ideais do evento de impacto.
Depois que o impactor partiu, ele mirou no lado iluminado pelo sol do cometa, garantindo imagens de maior qualidade.
Os instrumentos do sobrevoo registaram o núcleo durante mais de dez minutos após o impacto, captando a evolução da cratera e realizando espectroscopia da superfície e da cratera. Todos os dados foram transmitidos para a Terra através da Deep Space Network.
Animação do caminho orbital do Deep Impact e liberação do impactador
visualização
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Foto cortesia da NASA
Como surgiu o impacto profundo
O conceito surgiu quando Alan Delamere e Mike Belton, estudando o cometa Halley, descobriram que a superfície do cometa era mais escura do que o esperado – “mais negra que o carvão”. Isto os levou a investigar como essa camada escura poderia se acumular.
Em 1996, Delamere, Belton e Mike A’Hearn apresentaram uma proposta da NASA para estudar um cometa supostamente morto, Phaethon, usando um impactor. A NASA estava cética quanto à natureza cometária do alvo e à viabilidade de um impacto.
Persistindo, a equipe refinou seu plano. Em 1998, sob a liderança de A’Hearn, propuseram impactar um cometa ativo – Tempel1 – com um sistema de orientação melhorado. A NASA aprovou a proposta e a missão Deep Impact recebeu sinal verde.
Deep Impact é uma colaboração entre a Universidade de Maryland, o Laboratório de Propulsão a Jato do Instituto de Tecnologia da Califórnia e a Ball Aerospace &Technology Corporation.
Para obter informações adicionais, explore artigos e recursos relacionados do HowStuffWorks.
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Fontes
