A Lua será um dos destinos mais populares do Sistema Solar no próximo ano. Nada menos que sete missões estão indo para lá da Índia, Japão, Rússia, Coréia do Sul, Emirados Árabes Unidos e Estados Unidos, juntamente com várias empresas.
O programa Artemis de US$ 93 bilhões da NASA pode estar roubando a maior parte dos holofotes com seu lançamento inaugural este ano, porque é o primeiro passo para enviar astronautas à Lua. Mas os Estados Unidos são apenas uma das muitas nações e empresas privadas que planejam lançar missões em breve, anunciando o que os cientistas dizem que pode ser uma nova era de ouro da exploração lunar.
A ciência não é a única força motriz. A enxurrada de missões também sinaliza a crescente ambição de várias nações e players comerciais de mostrar suas proezas tecnológicas e deixar sua marca, principalmente agora que chegar à Lua é mais fácil e barato do que nunca.
O Korean Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) da Coreia do Sul, por exemplo, “é o primeiro passo para garantir e verificar a capacidade de exploração espacial da Coreia e obter novas medições científicas da Lua”, diz Chae Kyung Sim, cientista planetário da Korea Astronomy and Space Science Institute em Daejeon, Coréia do Sul, que é membro da equipe científica que projeta um dos instrumentos da missão. “Estamos gostando de nos juntar a esta nova onda de missões lunares.”
Quatro outras nações também pretendem chegar à Lua em 2022. O SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) do Japão, que provavelmente será lançado ainda este ano, tentará um pouso preciso, com um nível de precisão que nenhum outro país jamais conseguiu. alcançou. Essa missão ou uma da empresa ispace, com sede em Tóquio, também programada para ser lançada este ano, será a primeira incursão do país à Lua.
O Chandrayaan-3 da Índia, atualmente oficialmente programado para um lançamento em agosto que pode ser adiado, será a segunda tentativa do país de levar um lander e um rover para a superfície lunar, após o fracasso da missão lunar anterior da Índia.
A sonda russa Luna-25, com lançamento programado para julho na região polar sul, será a primeira viagem do país à superfície da Lua desde a missão lunar anterior da União Soviética em 1976. E os Emirados Árabes Unidos estão embarcando em sua primeira missão lunar com um rover chamado Rashid, programado para ser lançado ainda este ano. Esse voo potencialmente marcará outro primeiro – como a viagem pioneira à Lua por uma missão comercial. Rashid será levado à superfície em um módulo de pouso desenvolvido pela ispace que estará em órbita lunar em um foguete projetado pela SpaceX em Hawthorne, Califórnia. Outras empresas também estão indo para a Lua como parte de um programa da NASA, marcando o início de viagens comerciais para outros mundos.
Algumas das agências espaciais nacionais que executam essas expedições estão fornecendo apenas poucos detalhes sobre as missões e quando serão lançadas, com cronogramas mudando com frequência. Os cientistas também dizem que a guerra na Ucrânia provavelmente atrasará a missão da Rússia – e pode ter efeitos inesperados em outras também.
Sempre que são lançadas, as missões visam fornecer fluxos de dados sobre a Lua – apenas uma pequena fração dos quais foi explorada até agora. Os cientistas também dizem que essa enxurrada de atividade provavelmente estimulará o acesso mais frequente e mais barato à Lua e aumentará o interesse internacional na pesquisa lunar. Também poderia lançar as bases para postos avançados lunares tripulados, que poderiam fornecer um posto de lançamento para viagens a Marte.
É muito emocionante e “extremamente importante ter tantas nações envolvidas nesta armada de naves espaciais indo para a Lua”, diz James Head, geólogo planetário da Brown University em Providence, Rhode Island, que esteve envolvido no treinamento dos astronautas da Apollo da NASA em a década de 1970. “Há tantas questões não resolvidas que podem ser abordadas com uma série de diferentes capacidades robóticas e humanas.”
Uma bonança para pesquisadores
Os cientistas mal conseguem conter sua alegria com as implicações de toda essa atividade. “Se as missões programadas para 2022 forem bem-sucedidas, isso representa um acesso mais frequente à superfície lunar, mais dados e, eventualmente, mais amostras por meio do retorno de amostras robóticas”, diz Clive Neal, geocientista lunar da Universidade de Notre Dame, em Indiana. Para cientistas como Neal, que viveu uma relativa seca de missões lunares após o fim do programa Apollo da NASA há quatro décadas, tudo isso “representa um renascimento na ciência e exploração lunar”. As expedições permitirão muito mais do que pesquisas apenas na Lua, diz Neal, “porque a Lua é a porta de entrada para o Sistema Solar, especialmente para exploração humana”.
Dado o conflito contínuo na Ucrânia, não está claro quantas dessas missões serão realizadas este ano. É possível que a guerra possa causar atrasos além da Rússia porque algumas das naves espaciais de outras nações exigirão transporte em grandes aviões de carga para os locais de lançamento, e os ataques da Rússia à Ucrânia danificaram o maior avião de carga do mundo – o Antonov An- 225. Os cientistas dizem que sua destruição pode ter efeitos cascata nos aviões disponíveis para fornecer esses serviços.
Mesmo que as missões partam da Terra conforme programado, não há garantia de seu sucesso. A última missão lunar da Índia, Chandrayaan-2, conseguiu colocar uma espaçonave em órbita em 2019, mas seu lander e rover caíram quando tentaram pousar. O lander Beresheet, desenvolvido por Israel, também colidiu com a superfície no início daquele ano.
Muito mais bem-sucedidas foram as missões Chang’e-4 e Chang’e-5 da China, que coletaram resmas de dados da superfície com um lander e rover desde 2019 e devolveram amostras de regolito lunar, ou solo, à Terra em 2020. A China está planejando sua próxima missão de retorno de amostras, Chang’e-6, para lançamento em 2024.
É improvável que todas as missões cheguem à Lua este ano, dada a mistura de sucessos e fracassos passados, diz Mahesh Anand, cientista planetário da Open University em Milton Keynes, Reino Unido. “Até que todos os jogadores realmente demonstrem que podem realmente pousar na Lua com segurança e conduzir investigações científicas de valor significativo, acho que temos que observar esse espaço”.
A visão da Coreia do Sul em órbita
De todas as missões programadas para 2022, os pesquisadores estão especialmente entusiasmados com a ciência que pode vir do KPLO, a primeira tentativa da Coreia do Sul de alcançar outro corpo celeste. Com lançamento previsto para agosto, esta nave orbitará 100 quilômetros acima da superfície lunar e operará por pelo menos um ano. Ele contará com cinco instrumentos construídos e operados por equipes lideradas pela Coreia do Sul, bem como a ‘ShadowCam’ – uma câmera de luz visível altamente sensível fornecida pela NASA.
Como o nome sugere, este instrumento examinará as áreas profundamente sombreadas da Lua, fornecendo “o primeiro olhar de alta resolução em regiões lunares permanentemente sombreadas”, diz Mark Robinson, da Arizona State University em Tempe, que é o investigador principal desse instrumento e Lunar Reconnaissance Orbiter Camera da NASA, que tem circulado a Lua desde 2009. ShadowCam ajudará na busca de gelo de água em crateras polares e buscará características geológicas incomuns relacionadas a temperaturas extremamente baixas.
Os cientistas também estão ansiosos pelos dados do instrumento PolCam da missão sul-coreana, que Sim diz que fornecerá o primeiro mapa da Lua inteira usando luz polarizada, algo que não foi feito para nenhuma lua ou planeta. Esses dados fornecerão detalhes sobre a estrutura e o tamanho dos materiais de superfície com base na maneira como eles espalham a luz.
A polarização “não tem sido muito empregada para estudar superfícies planetárias sólidas, por isso seria interessante descobrir o que os dados podem nos dizer sobre a textura, composição e, portanto, a geologia de vários locais na Lua”, diz David Blewett , cientista lunar do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, que é o principal investigador do rover Lunar Vertex, financiado pela NASA, com lançamento previsto para 2024.
Sim, que faz parte da equipe por trás do instrumento, diz que um mapa do tamanho do grão do regolito lunar – um dos objetivos da missão – “facilitará a seleção de locais de pouso para futuros aterrissadores lunares, incluindo um coreano”. O mesmo método pode ajudar os cientistas a estudar asteroides e outros planetas, como Mercúrio, diz ela. Um espectrômetro de raios gama no orbitador mapeará a concentração de cerca de uma dúzia de elementos, que “serão essenciais para identificar a distribuição dos recursos lunares” para uma possível extração futura, acrescenta ela.
Ian Garrick-Bethell, cientista planetário da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, diz que o mapa da textura do regolito e do tamanho do grão pode ajudar os cientistas a entender um “grande mistério na ciência lunar” – o da natureza da poeira lunar, que sufoca quase toda a superfície. Ao mapear como a poeira varia de acordo com a latitude e estudar outros aspectos dela, os pesquisadores esperam ter uma noção melhor de como a Lua evoluiu ao longo de sua história, diz ele.
Garrick-Bethell faz parte de uma equipe que ajuda a interpretar dados sobre o campo magnético da Lua do magnetômetro KPLO chamado KMAG, que está sendo construído e liderado por Ho Jin, cientista espacial da Kyung Hee University em Seul. Garrick-Bethell espera que o KMAG ajude a resolver outro mistério lunar: os cientistas estão confusos sobre como a Lua teve um forte campo magnético em sua história inicial, bilhões de anos atrás, uma vez que nunca teve um núcleo de ferro líquido circulando, que é o que gera o campo magnético da Terra.
O minúsculo núcleo de ferro da Lua “é tão pequeno que nenhuma teoria existente pode explicar como ele gerou um forte campo magnético”, diz ele. No entanto, observações do espaço de rochas antigas na crosta da Lua hoje revelam que elas são altamente magnéticas e foram formadas na presença de um campo magnético. “Portanto, há uma enorme desconexão entre a teoria e as observações.”
Sim diz que o KPLO será o início de uma série de incursões sul-coreanas planejadas à Lua, incluindo uma missão de retorno de amostras até 2030.
Planos de pouso do Japão
A missão SLIM do Japão, lançada do Centro Espacial Tanegashima em algum momento antes de março de 2023, marcaria a primeira vez do país atingindo a superfície lunar. A sonda aproximadamente em forma de cubo, com 2,4 metros de altura, visa usar tecnologias de pouso lunar altamente precisas para permitir que futuras missões sejam estabelecidas em locais específicos com alto grau de precisão – particularmente aquelas expedições que esperam encontrar gelo de água em crateras sombreadas em os pólos da Lua.
“O pouso pontual é uma tecnologia obrigatória para a próxima geração de exploração lunar”, diz Shin-ichiro Sakai, gerente de projeto SLIM da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) em Tóquio.
O SLIM destina-se a ser estabelecido dentro de 100 metros de um alvo proposto, em vez de simplesmente em uma área que tenha condições de pouso favoráveis.
Um dos vários instrumentos da sonda é uma câmera multibanda, que fará observações espectroscópicas para o mineral olivina. Originalmente formada nas profundezas da Lua, a olivina pode ser exposta por impactos de meteoritos.
Nenhuma missão até agora coletou esses minerais, e os cientistas dizem que eles podem esclarecer a composição, estrutura e evolução do interior da Lua. “A olivina foi identificada em alguns pontos específicos da superfície da Lua, e a capacidade de pouso preciso do SLIM permitirá que tais observações sejam realizadas”, diz Sakai.
Rússia para a lua
A missão Luna-25 da Rússia será a primeira sonda enviada à superfície desde a missão de retorno de amostras Luna-24 da União Soviética em 1976. Em janeiro, a agência espacial russa Roscosmos em Moscou anunciou que lançaria a missão em uma Soyuz -2 Foguete Fregat do espaçoporto Vostochny no extremo leste da Rússia no final de julho. Roscosmos disse à Nature que a missão será lançada no terceiro trimestre deste ano. Mas a guerra contra a Ucrânia perturbou alguns dos planos espaciais da Rússia, com a Agência Espacial Europeia anunciando em 13 de abril que retiraria a missão Luna-25.
Se a sonda chegar como planejado – ao norte da cratera Boguslawsky, perto do pólo sul da Lua – será a primeira a chegar aos pólos lunares, que se acredita serem uma possível fonte de água para futuras bases tripuladas ou assentamentos.
Luna-25 terá oito instrumentos, incluindo um braço robótico. Isso escavará o regolito polar em vários pontos a uma profundidade de 20 a 30 centímetros e entregará as amostras ao espectrômetro da nave para analisar as composições elementares e isotópicas das rochas. A missão também visa detectar água.
A Luna-25 é a primeira de uma série de missões Luna programadas para os próximos anos, e pretende operar e coletar dados por um ano.
No entanto, os pesquisadores dizem que não ficariam surpresos se a missão fosse adiada. “Esta guerra certamente terá algumas consequências importantes sobre essas coisas”, diz Anand.
Mesmo que a missão seja tecnicamente capaz de prosseguir, o colapso da economia russa diante das sanções pode afetá-la, diz Neal. “O rublo russo despencou. É por isso que eu digo que eles não vão lançar. Se tudo tivesse sido pré-pago, poderia haver uma chance, mas sou cético.”
A corrida comercial da Lua
As nações não são as únicas a apontar para a Lua. A NASA está apoiando várias empresas para realizar missões de escala relativamente pequena por meio de seus Serviços de Carga Útil Lunar Comercial – que visam levar aterrissadores e rovers particulares à Lua em foguetes comerciais. A primeira dessas missões comerciais, que buscará recursos e coletará dados junto com o programa Artemis da NASA, está programada para ser lançada no final de 2022.
Será uma corrida para ver qual empresa atinge a superfície lunar primeiro. O ispace do Japão planeja lançar a missão M1 de seu programa HAKUTO-R no último trimestre de 2022 e pode vencer a missão SLIM à Lua. O módulo ispace inclui câmeras, um computador de voo que usa inteligência artificial e uma bateria de estado sólido, todos testados sob condições lunares extremas.
Hideki Shimomura, diretor de tecnologia da ispace, diz que entregar com sucesso um módulo de pouso comercial seria uma “conquista científica significativa” e um passo em direção a missões público-privadas que reduzirão o custo de chegar à Lua e poderão entregar muitos instrumentos científicos.
“À medida que a Lua se torna mais acessível por meio de transporte de baixo custo, missões comerciais privadas apoiarão experimentos frequentes e mais atividades científicas”, diz ele. “A exploração lunar comercial está ganhando impulso significativo em todo o mundo.”
A nave ispace também transportará pequenos rovers lunares construídos pelo Centro Espacial Mohammed Bin Rashid dos Emirados Árabes Unidos e pela JAXA. O rover Rashid é pouco maior que um carro de brinquedo controlado por rádio – pesa 10 quilos e tem 50 centímetros de comprimento, e está planejado para operar por cerca de um mês.
Ele carrega uma série de instrumentos, incluindo um imager microscópico para capturar fotos de alta resolução do regolito lunar. Uma sonda Langmuir no rover medirá a densidade e a temperatura de íons e elétrons na exosfera lunar para revelar se o vento solar está movendo poeira na superfície da Lua. Há também uma câmera de imagem térmica para estudar a superfície lunar e um experimento para avaliar como diferentes materiais interagem com o regolito lunar, o que pode melhorar o design de futuros veículos.
A JAXA diz que seu rover é um pequeno “robô transformável” de duas rodas que operará por várias horas. Ele será desdobrado e implantado a partir do módulo ispace, coletando imagens e dados sobre o regolito lunar e fornecendo informações sobre as condições de direção que podem ajudar a agência a planejar uma futura missão com um rover pressurizado para astronautas.
A proposta da Índia para um pouso bem-sucedido
Muitos cientistas dizem que a missão Chandrayaan-3, dirigida pela Organização Indiana de Pesquisa Espacial (ISRO) em Bengaluru, é principalmente uma segunda tentativa de colocar um módulo de pouso e um rover na superfície da Lua. E como outras missões deste ano, também está indo para as terras altas perto do pólo sul.
O módulo de pouso e o rover serão semelhantes aos do módulo de pouso Chandrayaan-2, mas serão modificados para ajudar a garantir um pouso bem-sucedido. A missão terá um sismômetro, um experimento para medir o fluxo de calor da Lua e espectrômetros.
Em fevereiro, a ISRO anunciou que a missão será lançada em agosto, mas forneceu poucos detalhes desde então sobre a missão ou seu status. “Eu não ficaria surpreso se isso fosse adiado por alguns meses”, diz Anand, mas ele tem muita esperança de que a Índia tenha sucesso. “Toda vez que falhamos, aprendemos algo novo.”
A ISRO não respondeu às perguntas da Nature, mas seu presidente S. Somanath disse ao jornal The Times of India no mês passado que o lançamento poderia ser adiado para 2023, acrescentando: “A lista de testes é longa e não queremos comprometer nada. ”
A Índia pode levar algum crédito pelo aumento de interesse na Lua. A descoberta da assinatura da água – em parte por um instrumento da NASA na missão Chandrayaan-1 da Índia em 2008 – e a possibilidade de gelo de água nos pólos lunares tem sido um grande fator, diz Anand, que ajudou a analisar amostras de regolito lunar trazidas à Terra pela missão chinesa Chang’e-5 para explorar a história da água na Lua. “A história da água mudou um pouco o jogo.”
Blewett diz que também há um elemento de prestígio nacional e geopolítica, dados os sucessos lunares da China e o fato de os Estados Unidos planejarem devolver as pessoas à Lua em 2025.
“Outros países querem mostrar suas cores na Lua”, diz ele, talvez colocando uma bandeira na superfície.
Os pesquisadores também argumentam que nações e empresas privadas estão percebendo que não precisam de grandes foguetes, programas espaciais massivos ou grandes cofres para chegar à Lua – e também estão vendo isso como uma potencial oportunidade de negócios.
“Isso vem se acumulando nos últimos 10 anos”, diz Anand. “Mas eu sinto que isso é apenas o começo.”
Publicado em 17/05/2022 12h58
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