Chang'e-4: o primeiro pouso no lado oculto da Lua

Contexto

A Lua mostra sempre a mesma face para a Terra, e o lado oposto, chamado de lado oculto, nunca fica voltado para nós. Por isso, uma sonda pousada ali não consegue falar diretamente com a Terra. A solução adotada pela China foi enviar antes um satélite de retransmissão, o Queqiao, lançado em maio de 2018 junto com dois microssatélites, o Longjiang-1 e o Longjiang-2, e posicionado em órbita em torno do ponto L2 do sistema Terra-Lua.

O destino escolhido foi a cratera Von Kármán, com cerca de 186 quilômetros de diâmetro, situada dentro da Bacia Polo Sul-Aitken, uma das maiores estruturas de impacto conhecidas do Sistema Solar. A NASA a descreve como uma região com alguns dos terrenos lunares mais antigos e menos compreendidos. Pesquisadores também consideravam que o impacto que formou a bacia pode ter exposto material do interior lunar.

O lançamento e o caminho até a Lua

A Chang'e-4, formada por um módulo de pouso e um jipe, foi lançada em 7 de dezembro de 2018, às 18h23 UTC, o que corresponde a 2h23 de 8 de dezembro no horário de Pequim. O foguete foi um Longa Marcha 3B, e a base foi o Centro de Lançamento de Satélites de Xichang. Depois da decolagem, a sonda fez a manobra de injeção translunar e, segundo a Sociedade Planetária, entrou em órbita lunar por volta das 15h00 UTC de 11 de dezembro.

A previsão divulgada à época era de que o pouso ocorresse cerca de 26 dias depois do lançamento, por volta de 3 de janeiro. Foi o que aconteceu.

O pouso

A CNSA informa que o pouso ocorreu às 10h26 de 3 de janeiro de 2019, no horário de Pequim, na cratera Von Kármán, nas coordenadas de 177,6 graus leste e 45,5 graus sul. Foi o primeiro pouso suave no lado oculto da Lua. A descida começou a cerca de 15 quilômetros de altitude, com um motor de empuxo variável que reduziu a velocidade de 1,7 quilômetro por segundo até quase zero.

A sonda pairou a 100 metros de altura para identificar obstáculos antes da descida final. Depois do toque, painéis solares e antenas foram abertos, e a comunicação com a Terra passou pelo Queqiao. A câmera de monitoramento fez a primeira fotografia de perto às 11h40, mostrando o caminho pelo qual o jipe deveria descer.

O jipe Yutu-2 foi liberado na noite de 3 de janeiro e começou a rodar sobre o solo lunar. A NASA publicou, em 5 de janeiro, uma imagem do Yutu-2 descendo as rampas do módulo, feita perto do amanhecer local, no início de um dia lunar de duas semanas. O crédito da fotografia é da CNSA.

Instrumentos e cooperação

A CNSA fala em oito cargas úteis. Os objetivos declarados foram radioastronomia de baixa frequência, levantamento do terreno, análise da composição mineral, detecção da estrutura da Lua e medição de radiação e de átomos neutros. Segundo a Sociedade Planetária, o módulo levou câmeras de descida e de terreno, um espectrômetro de baixa frequência e um instrumento de nêutrons e dosimetria, além de um experimento biológico com bicho-da-seda, batata e a planta Arabidopsis. O jipe carregou uma câmera panorâmica, um radar de penetração no solo, um espectrômetro de imagens no visível e infravermelho próximo e um analisador de partículas neutras.

A CNSA cita instrumentos de cooperação internacional vindos da Holanda, da Alemanha, da Suécia e da Arábia Saudita. A agência chinesa também menciona o apoio de estações terrestres da Agência Espacial Europeia e da equipe da sonda Lunar Reconnaissance Orbiter, da NASA, além de uma estação construída pela China na Argentina.

Para sobreviver à noite lunar, com temperaturas que chegam a menos 180 graus Celsius, a missão usou uma fonte de calor radioisotópica desenvolvida em colaboração entre China e Rússia, segundo a CNSA.

Primeiros resultados

Em 15 de janeiro de 2019, a CNSA declarou o sucesso completo da missão. Naquele dia, o módulo de pouso e o jipe fotografaram um ao outro, com auxílio do Queqiao, e a agência divulgou um panorama de 360 graus montado a partir de 80 fotos do módulo e um vídeo de descida feito com mais de 4.700 imagens.

A agência também informou que o jipe interrompeu temporariamente as operações por causa de temperaturas na superfície acima de 100 graus Celsius. Esse ciclo de trabalho e repouso, que acompanha o dia e a noite lunares, marcou toda a missão.

O que os dados mostraram

Um artigo publicado na revista Nature em 15 de maio de 2019, com Li Chunlai como autor principal, interpretou as medições do espectrômetro do Yutu-2 como indícios de olivina e piroxênio pobre em cálcio, minerais que poderiam vir do manto lunar. A Sociedade Planetária destacou que o estudo usou apenas dados do primeiro dia lunar, e que novas observações eram necessárias para validar a interpretação. Um balanço da Academia Chinesa de Ciências cita, entre os resultados, o radar de penetração, que alcançou 40 metros de profundidade com o canal de 500 MHz e foi descrito em artigo na Science Advances em fevereiro de 2020.

O mesmo balanço menciona um estudo na Nature Astronomy, de setembro de 2020, que apontou vários impactos e erupções de basalto na região e concluiu que parte do material vem da cratera vizinha Finsen, e não do piso de Von Kármán. Em janeiro de 2021, o Yutu-2 tinha percorrido mais de 600 metros e superado a vida útil prevista de três meses, recorde de longevidade para jipes lunares, segundo esse balanço.

Limites e diferenças entre fontes

Algumas informações divergem entre as fontes. A CNSA situa o Queqiao a cerca de 65 mil quilômetros da Lua em um texto e a cerca de 455 mil quilômetros da Terra em outro, enquanto a Sociedade Planetária fala em cerca de 70 mil quilômetros além da Lua. O balanço chinês data o artigo sobre o manto em março de 2019, e a Sociedade Planetária, em 15 de maio de 2019. Este artigo adota a data da Sociedade Planetária. Quanto ao estado atual, a mesma organização indica que o jipe parece inativo desde março de 2024, informação que não foi confirmada em fonte oficial.

O módulo foi fotografado pela sonda LRO da NASA em 30 de janeiro de 2019, a 330 quilômetros de distância. Nessa imagem, o pouso aparece com apenas cerca de dois pixels de largura, e o jipe não é distinguível. Não se usa aqui imagem dessa observação porque o site do instrumento a indica com todos os direitos reservados. Para aprofundar, vale ler as páginas da CNSA sobre o pouso e sobre a declaração de sucesso da missão.