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Uma nave espacial europeia está prestes a passar pela Terra e pela Lua no espaço de 24 horas. No início da década de 2030, a missão Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) será a primeira sonda europeia a orbitar Júpiter. Mas, primeiro, ela precisa realizar uma manobra-chave para ajudar a preparar seu eventual encontro com o planeta gigante.
O Juice passará pela Lua às 22:16 BST do dia 19 de agosto. Depois, passará pela Terra às 22:57 BST do dia 20 de agosto.
Já se passaram 16 meses desde que a Juice foi lançada do porto espacial europeu na Guiana Francesa. Seu sobrevoo da Terra e da Lua fará da Juice a primeira nave espacial a tentar uma manobra de assistência gravitacional lunar-terrestre ou Lega.
Durante a ambiciosa sequência de manobras, a Juice explorará a atração gravitacional da Terra e da Lua para alterar sua trajetória e emergir no final da sequência em um novo curso que estabelecerá um terceiro encontro planetário com Vênus em agosto de 2025.
Em Vênus, a Juice passará por uma manobra de estilingue de volta à Terra (duas vezes) e finalmente a Júpiter, onde entrará em órbita em julho de 2031 para iniciar uma missão de três anos e meio para explorar as luas geladas do planeta gigante, Ganimedes, Calisto e Europa — junto com o satélite vulcânico Io, elas são conhecidas como luas galileanas, em homenagem ao astrônomo italiano Galileu Galilei.
Uma rota tão cênica oferece oportunidades únicas para vistas de perto de mundos distantes, bem como para calibrar instrumentos que mapearão o ambiente de Júpiter e estudarão as três luas onde – os cientistas acreditam – vida alienígena pode ser descoberta em seus oceanos subterrâneos. As medições indicam que Ganimedes, Europa e Calisto têm água líquida abaixo de suas conchas externas e os cientistas acreditam que é possível que vida alienígena tenha se desenvolvido lá.
Decisão pragmática
A primeira manobra Lega é a única maneira pela qual a espaçonave poderá levar seus 280 kg de instrumentos científicos até Júpiter com propelente suficiente para entrar em órbita ao redor do planeta e executar sua emocionante missão.
A economia de combustível é tão grande que manobras de assistência gravitacional têm sido usadas desde o início da exploração espacial, permitindo missões como a Voyager 1 e 2. Essas espaçonaves foram lançadas em 1977 para estudar os planetas exteriores, mas desde então viajaram para o espaço interestelar – o espaço entre estrelas individuais. Essas espaçonaves são agora os objetos feitos pelo homem mais distantes da Terra e revolucionaram completamente nossa compreensão do sistema solar.
O que torna a Liga de 19 e 20 de agosto tão especial é que nunca antes houve a necessidade de implementar duas assistências de gravidade no curto espaço de tempo de um único dia.
nave espacial: ESA/ATG medialab; Júpiter: NASA/ESA/J. Nichols (Universidade de Leicester); Ganimedes: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/Universidade do Arizona; Calisto e Europa: NASA/JPL/DLR, Fornecido pelo autor (sem reutilização)
Mas em 19 de agosto, a Lua estará no local perfeito para alterar a trajetória do Juice de tal forma que seu sobrevoo subsequente pela Terra será o mais eficiente possível em catapultar a espaçonave em direção a Vênus.
Isso tem a vantagem de, em última análise, reduzir o tempo total que a espaçonave precisaria para chegar a Júpiter (ainda não menos que oito anos). No entanto, também vem com requisitos de trajetória e operações mais severos que testarão os operadores de missão mais habilidosos e experientes da Terra.
Voar por um planeta ou lua não é tarefa fácil. Os projetistas de missão e operadores de espaçonaves devem planejar meticulosamente o tempo, a distância e a direção do voo para cada um dos encontros planetários. A espaçonave deve então seguir cada uma dessas instruções de forma precisa e oportuna.
Isso é complicado pelo conhecimento limitado da posição e velocidade da espaçonave no espaço tridimensional (geralmente com uma precisão de alguns quilômetros e alguns centímetros por segundo, respectivamente), bem como por modelos sofisticados, porém imperfeitos, do ambiente espacial que dificultam nossa capacidade de prever com precisão a órbita de uma espaçonave além de alguns dias.
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kalleheikki Kannisto © CC BY, CC BY
Mas se desvios da trajetória nominal de voo forem vistos como muito grandes, os motores da espaçonave são ligados para reduzir o erro o máximo possível. Cometa um erro ou deixe o erro crescer muito, e sua missão pode ser perdida no espaço.
A margem de erro é ainda menor ao voar por dois objetos planetários em uma sequência rápida, como o Juice fará. Com menos de 24 horas entre os voos da Lua e da Terra, há muito pouco tempo para reagir a problemas. É por isso que os planejadores de missão da Agência Espacial Europeia (ESA) têm uma rede de estações terrestres ao redor do mundo que usam antenas gigantes de telecomunicações para se comunicar com naves espaciais. Eles monitoram, medem, estimam e corrigem constantemente a trajetória o máximo que podem por dois dias de cada lado dos encontros próximos.
Durante esse período, equipes internacionais de operadores de espaçonaves trabalharão 24 horas por dia para analisar os dados transmitidos pela espaçonave e mantê-la no curso com pequenos ajustes.
Há dez instrumentos científicos na espaçonave, além de equipamentos de navegação, que coletarão dados durante os encontros próximos da Terra e da Lua para verificar se a trajetória está no caminho certo.
Os dados do Juice serão retornados à Terra por meio de duas antenas na espaçonave de tamanhos diferentes. Mas o Juice precisará apontar com muita precisão de volta à Terra para entregar os dados vitais de ciência e navegação.
Se tudo correr bem, as manobras permitirão o encontro do Juice com Júpiter em 2031 e o início de sua missão de exploração. Há a perspectiva emocionante de observar luas geladas que são consideradas alguns dos lugares mais promissores do sistema solar para procurar vida extraterrestre. Isso pode lançar mais luz sobre as condições sob a camada de gelo externa e o quão hospitaleiras elas podem ser para organismos vivos.
A espaçonave também coletará dados sobre Júpiter, o maior planeta do sistema solar e que guarda muitos segredos que ainda não foram desvendados. A recompensa do sobrevoo Terra-Lua de 19 a 20 de agosto será, portanto, enorme, estabelecendo uma nova fronteira na exploração de planetas e suas luas.
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