SMART-1 - A aventura lunar começa

Por um lado, a SMART-1 testará novas técnicas e instrumentos da mais alta tecnologia para as futuras e ambiciosas missões interplanetárias, como, por exemplo, um sistema de propulsão principal solar-eléctrica. Por outro lado, a SMART-1 responderá a questões científicas pendentes, dedicando-se a questões-chave como a formação da Lua, a sua precisa composição mineralogical e a presença e quantidade de água. Estes dados irão ajudar os cientistas a entenderem o sistema Terra-Lua e os planetas semelhantes à Terra, além de forneceram informações inestimáveis sobre a presença duradoura humana na Lua.

Em 15 de Julho de 2003, a SMART 1 foi enviada para a base de lançamento Europeia em Kourou, Guiana Francesa, onde está a ser preparada para lançamento, que irá acontecer num foguete Ariane-5 a 20 de Agosto de 2003 (Hora de Verão CET).

Pela primeira vez, a SMART-1 combinará a potência obtida pela propulsão solar-eléctrica - nunca antes utilizada na Europa como um sistema de propulsão principal - com a gravidade lunar. A sonda não seguirá um trajecto directo ao longo dos 400.000 quilómetros de distância entre a Terra e a Lua. Em vez disso, a partir de uma órbita elíptica em redor da Terra onde ela é colocada pelo foguete, a SMART-1 expandirá gradualmente a órbita num caminho em espiral que a colocará, mensalmente, mais próxima da Lua. Finalmente, o campo gravitacional da Lua capturará a nave espacial. A SMART-1 não pousará na Lua, mas fará as observações a partir de uma posição orbital, obtendo uma visão global. Depois de atingir o seu destino, em Dezembro de 2004, ela entrará em órbita em redor da Lua e efectuará as medições durante um período de seis meses, possivelmente extensível a um ano.

Porquê a Lua? Água, minerais e uma origem violenta

“O nosso conhecimento sobre a Lua é ainda surpreendentemente incompleto,” disse Bernard Foing, Cientista do Projecto SMART-1 da ESA. “Continuamos a querer saber como é que o sistema Terra-Lua se formou e desenvolveu, bem como qual foi o papel dos processos geofísicos, como o vulcanismo, as actividades tectónicas, a formação de crateras ou a erosão na transformação da Lua. E, é claro, que para a preparação de futuras explorações lunares e planetárias, precisamos de encontrar recursos e locais de aterragem.”

Por isso, existem muitas questões por resolver sobre a Lua, se bem que as seis missões Apollo da NASA e as três naves Soviéticas sem tripulação tenham aterrado na Lua e trazido amostras de rochas. O lado mais distante da Lua -- o que nunca está voltado para a Terra -- e as regiões polares continuam completamente por explorar. A existência de água na Lua nunca foi confirmada, apesar de dois veículos orbitais terem encontrado evidências indirectas nos anos 90. Nós nem sabemos como é que a Lua foi formada. De acordo com a teoria mais aceite, há 4.500 milhões de anos um asteróide com a dimensão de Marte colidiu com o nosso planeta, e os detritos vaporizados que foram para o espaço condensaram-se para formarem a Lua.

A SMART-1 fará um mapa da topografia da Lua, bem como da distribuição dos minerais na superfície, como piroxenes, olivinas e feldspatos. Um detector de raios-X identificará, também, os elementos químicos na superfície lunar. Estes dados permitirão que os cientistas reconstruam a evolução geológica da Lua, e que procurem vestígios do impacto com o asteróide gigante. Se a teoria da colisão estiver correcta, a Lua deverá conter menos ferro do que a Terra, em proporção com elementos mais leves como o magnésio e alumínio. Através da medição de quantidades relativas de elementos químicos pela primeira vez, a SMART-1 pode dar uma contribuição significativa para a resolução desta questão.

Relativamente à agua, se ela existir, deve estar sob a forma de gelo em lugares sempre escondidos do Sol. Nesses locais, a temperatura nunca será superior a -170ºC. Locais escuros como esses poderão existir nas bases de pequenas crateras nas regiões polares. A observação atenta destas crateras é, talvez, a tarefa mais aliciante que os cientistas da SMART-1 definiram. Eles procurarão assinaturas de infra-vermelho de água- gelo. Esta tarefa será difícil porque a luz directa não bate nessas áreas, mas os raios a partir das bordas das crateras, capturando a luz do sol, podem iluminar suficientemente o gelo para os instrumentos da SMART-1 o verem.

Novas tecnologias para preparar as futuras missões interplanetárias

As futuras missões científicas beneficiarão, em muito, das tecnologias que estão a ser testadas na SMART-1. A propulsão solar-eléctrica é uma nova técnica de propulsão baseada nos denominados 'motores de iões' que são alimentados por electricidade derivada de painéis solares. Esta técnica nunca antes foi utilizada. Estes motores proporcionam um impulso muito suave, mas trabalham durante anos, enquanto que os foguetes químicos convencionais e mais potentes funcionam apenas durante alguns minutos.

Os motores de iões oferecem vantagens-chave. Eles necessitam de, consideravelmente, menos propulsante do que a propulsão química, o que significa menos peso no lançamento e mais espaço disponível para carga útil e instrumentos científicos. Os motores de iões abrem a porta para uma verdadeira exploração espacial profunda. Eles talham o tempo para o voo interplanetário: apesar de proporcionarem menos impulso, podem durar durante anos. A tartaruga de iões ultrapassará, assim, a lebre química. Além disso, outra aplicação para o impulso suave fornecido pela propulsão eléctrica permite um controlo muito preciso da atitude da nave espacial, uma característica que será muito útil para missões científicas que necessitem de um elevado grau de precisão sem perturbações. As futuras missões científicas da ESA confiarão nos motores de iões.

A SMART-1 também testará novas técnicas de miniaturização que economizam espaço: No espaço, menos espaço por instrumento permite que os cientistas tenham mais instrumentos a bordo, o que significa mais ciência. A carga útil da SMART-1 consiste de várias investigações tecnológicas e científicas efectuadas por sete instrumentos, com um peso total de 19 quilogramas. Por exemplo, o telescópio de raios-X, D-CIXS, consiste de um cubo com apenas 15 centímetros de largura e com um peso inferior a 5 quilogramas. A câmara electrónica ultra-compacta, AMIE, tem um peso semelhante a uma câmara amadora.

Serão também testadas novas técnicas de navegação e de comunicação no espaço. Uma experiência denominada OBAN, baseada em imagens a partir da câmara em miniatura AMIE e de seguidores de estrelas, é o primeiro passo na direcção das futuras naves espaciais 'autónomas'. Num futuro não muito distante, os satélites científicos poderão 'encontrar o seu caminho' com um controlo mínimo terrestre, bastando utilizar estrelas e outros objectos celestiais para se guiarem através de caminhos pré-definidos.

Tal como para as comunicações, os engenheiros necessitam de desenvolver novas e eficientes formas para comunicarem com a Terra a partir do espaço profundo, para missões interplanetárias demoradas ou longínquas. A SMART-1 testará ondas muito curtas de rádio (denominada banda Ka, com o instrumento KaTE) e uma experiência a laser para tentar comunicar com a Terra utilizando um feixe laser, em vez das tradicionais frequências de rádio. A ESA já possui ligações de laser com satélites de telecomunicações a partir de uma estação óptica terrestre em Tenerife, nas Ilhas Canárias de Espanha. A acção de apontar o feixe torna-se muito mais difícil se, tal como a SMART-1, a nave espacial estiver muito distante e a movimentar-se muito rapidamente. Os cientistas esperam que a câmara AMIE a bordo veja a incandescência de Tenerife com a luz do laser.

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