Amostras do Planeta Vermelho virão para a Terra daqui a pouco mais de uma década, se tudo correr conforme o planejado.
A NASA e a Agência Espacial Européia (ESA) estão trabalhando juntas em uma missão altamente esperada de retorno de amostras de Marte, que os defensores dizem ser o próximo passo lógico em nosso estudo do Planeta Vermelho e seu potencial de vida útil.
“Precisamos trazer materiais [marcianos] de volta e trazê-los para nossos laboratórios”, disse Brian Muirhead, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, durante uma apresentação com o grupo de trabalho de Operações no Espaço (FISO) da NASA no mês passado.
Cientistas de laboratórios de todo o mundo poderão analisar essas amostras com muito mais precisão e de muitas outras maneiras, do que um robô poderia fazer por si mesmo no Planeta Vermelho, ajudando-nos a “entender a história de Marte do ponto de vista biológico”. “, acrescentou Muirhead, que lidera a campanha de retorno de amostras da NASA em Marte.
Os pesquisadores podem até encontrar sinais de vida nessas rochas de Marte, que devem retornar à Terra em 2031.
O plano da NASA-ESA ainda não é oficial, Muirhead salientou, e os detalhes ainda estão sendo trabalhados. Mas aqui está um resumo do conceito, como é atualmente concebido.
Um rover snagging de amostra
A campanha começa em julho próximo, com o lançamento do rover Mars 2020, tamanho da montadora da NASA. O robô de seis rodas deve pousar em fevereiro de 2021 dentro da cratera Jezero, de 50 quilômetros de largura, que abrigou um delta de rio no passado.
Marte 2020 (que em breve terá um apelido mais cativante, por meio de uma competição de nomeação de alunos) caracterizará a geologia de Jezero, procurará sinais da vida antiga, demonstrará várias tecnologias que possibilitarão futuras explorações humanas do Planeta Vermelho e realizarão uma variedade de outros trabalhos, incluindo a coleta e o armazenamento em cache de amostras.
O rover carrega 43 tubos para este propósito, cinco dos quais serão “referências” que ajudam os pesquisadores a entender o ambiente pelo qual os outros tubos passaram, disse Muirhead. Então, o Mars 2020 poderia conseguir um máximo de 38 amostras. Idealmente, o rover deixará alguns deles em um local acessível e manterá outros em seu corpo, acrescentou ele.
O próximo grande passo vem em 2026, com o lançamento da missão Sample Retrieval Lander (SRL) da NASA. A SRL incluirá um lander estacionário, o Sample Fetch Rover (SFR) fornecido pela ESA e um foguete chamado Mars Ascent Vehicle (MAV), que não terá mais de 10 pés (3 metros) de altura, disse Muirhead.
A missão pousará perto do local de pouso de Marte 2020 e, em seguida, a SFR atingirá a terra vermelha. Este pequeno robô será menor do que os modelos Spirit e Opportunity da NASA, e vai alavancar a tecnologia desenvolvida para o ExoMars rover da ESA, que deve ser lançada em direção ao Planeta Vermelho no próximo verão, apenas uma semana depois de Marte 2020. faz.
O SFR não levará instrumentos científicos, disse Muirhead. Seu trabalho solitário, como o próprio nome indica, será fazer com que as amostras deixadas por Marte 2020 voltem para a sonda, onde serão colocadas no contêiner Orbiting Sample, do tamanho de uma bola de basquete, ou OS. (A campanha de retorno de amostra é complexa, por isso é ainda mais pesada nas siglas do que a maioria das missões espaciais é.) Se a Mars 2020 realmente mantiver algumas de suas amostras coletadas, essa sonda maior também poderá rolar para a sonda.
“Tivemos que projetar o módulo de aterrissagem para acomodar esses dois rovers e entregar tubos para nós”, disse Muirhead.
Lançamento da superfície marciana
Tudo isso levará tempo. A missão da superfície SRL deve durar cerca de oito meses, com cinco meses dedicados à busca, disse Muirhead. Enquanto isso, o MAV estará sentado lá, esperando pelo momento.
“É preciso sobreviver ao ambiente da superfície – principalmente [baixa] temperatura, mas também poeira”, disse Muirhead. “E então tem que lançar e entregar na órbita de Marte. Então, é um ambiente desafiador para propulsão de foguete.”
As naves espaciais se lançaram da superfície da lua da Terra antes – as missões Apollo fizeram isso várias vezes – mas nenhum veículo deixou o Marte, muito mais massivo, depois de pousar lá. Então o MAV fará história de exploração.
As especificações do MAV ainda precisam ser firmadas, disse Muirhead. A equipe de amostra-retorno está analisando duas opções: uma versão de propulsor sólido de dois estágios e um foguete de estágio único que emprega tecnologia de propulsão híbrida. A decisão sobre o projeto deve vir até o final do ano, disse Muirhead.
Depois de embarcar no sistema operacional, o MAV lançará o módulo alimentado por energia solar e posicionará o contêiner do sistema operacional na órbita de Marte, a pelo menos 190 milhas (300 km) acima da superfície do planeta. Ele será arrancado do vazio pela terceira grande parte deste grande plano: Earth Return Orbiter (ERO) da ESA.
Trazendo tudo de volta para casa
Tal como a missão da SRL, o ERO deverá ser lançado em 2026. A ESA convidou recentemente empresas europeias a apresentarem propostas para a construção da nave espacial.
“A missão está se tornando uma realidade e estamos orgulhosos de dar à indústria européia a chance de participar do desafio”, disse Orson Sutherland, gerente de estudos da ERO, em comunicado.
O ERO utilizará a propulsão elétrica e contará com módulos destacáveis ??de vários estágios, alavancando as tecnologias desenvolvidas para a recém-lançada missão BepiColombo à Mercury, afirmaram autoridades da ESA.
O orbitador europeu irá instalar o sistema operacional recém-capturado dentro de um sistema de contenção estéril e depois esterilizar as articulações desse sistema, provavelmente usando calor, disse Muirhead. Tais protocolos assegurarão que nenhum material de Marte vaze durante a entrada na atmosfera da Terra, potencialmente contaminando nosso planeta.
O sistema de contenção será colocado dentro de um veículo de entrada especial, que será implantado a partir do ERO quando a espaçonave se aproximar da Terra. O veículo de entrada irá atravessar a atmosfera do nosso planeta e bater em uma playa, ou leito de lago seco, em Utah.
A equipe projetou o veículo de entrada para operar sem pára-quedas, confiando em tecnologias completamente passivas. Esta estratégia leva um grande ponto de falha potencial fora de jogo, Muirhead disse.
O veículo de entrada sofrerá forças de impacto de cerca de 1.000 Gs se atingir a terra do jogo, e talvez 3.000 Gs se tiver a sorte de bater em uma pedra, disse Muirhead. (A aceleração na superfície da Terra, devido à gravidade do nosso planeta é de 1 G.)
“Estamos projetando para ambos os [cenários]”, acrescentou.
A data prevista para o pouso é 2031. Marte e Terra se alinham favoravelmente para lançamentos interplanetários apenas uma vez a cada 26 meses. Portanto, se a SRL e a ERO não estiverem prontas em 2026, a próxima oportunidade virá em 2028, com um retorno da amostra até 2033 para a Terra.
“Mas além disso, nós realmente perdemos oportunidades de fazer MSR [Mars sample return]”, disse Muirhead. “Esta é realmente uma boa oportunidade e estamos trabalhando muito para que essa oportunidade seja recompensada.”
Esperando aprovação
Mais uma vez, a campanha descrita acima é apenas um conceito no momento. Embora o pedido de orçamento federal para 2020 aloque algum dinheiro para a NASA para o desenvolvimento de MSR, o projeto ainda não está oficialmente nos livros da NASA, ou os da ESA.
Então, não sabemos quanto isso custaria. Muirhead disse que a equipe está tratando a campanha com restrições de custo, mas não está claro qual será esse limite.
MSR será difícil de realizar, exigindo “múltiplas missões que serão mais desafiadoras e mais avançadas do que qualquer outra missão robótica antes”, disseram autoridades da ESA em outro comunicado.
Mas a equipe acha que está à altura do desafio.
“A campanha e os estudos de projeto que estamos conduzindo com a ESA estão indo muito bem”, disse Muirhead. “Estamos preparados para prosseguir com esta parceria para implementar os objetivos, dependendo da aprovação de nossas respectivas agências de financiamento.”
Pulicado em 30/07/2019
Artigo original: https://www.space.com/mars-sample-return-plan-nasa-esa.html
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