Mangalyaan: a Índia chega à órbita de Marte

Contexto

A Missão Orbitadora de Marte, conhecida como Mangalyaan e designada pela sigla MOM, foi a primeira missão interplanetária da Organização Indiana de Pesquisa Espacial (ISRO). Até então, apenas a União Soviética, os Estados Unidos e a Europa haviam colocado sondas em órbita de Marte. Segundo a página do complexo de Madri da rede de espaço profundo da NASA, a ISRO tornou-se a quarta agência espacial a alcançar Marte, e a Índia, a primeira nação asiática e a primeira do mundo a chegar à órbita marciana logo na primeira tentativa.

A própria agência indiana descreveu a MOM como uma demonstração tecnológica. O objetivo declarado incluía, além de demonstrar a capacidade de levar uma sonda a Marte, entender as feições da superfície, a morfologia, a mineralogia e a atmosfera marciana com instrumentos desenvolvidos no país. Essa dupla natureza, tecnológica e científica, explica boa parte das escolhas de projeto da sonda.

A missão e o lançamento

A sonda foi lançada em 5 de novembro de 2013 pelo foguete PSLV-C25, a 25ª missão da família PSLV, a partir do primeiro pad de lançamento do Centro Espacial Satish Dhawan, em Sriharikota. De acordo com a ISRO, o lançamento colocou a espaçonave em uma órbita terrestre muito elíptica, com perigeu de 250 quilômetros, apogeu de 23.500 quilômetros e inclinação de 19,2 graus em relação ao equador.

A partir dessa órbita inicial, a nave ainda precisou de manobras próprias para deixar a vizinhança da Terra e seguir para Marte. A chegada ao destino aconteceu em 24 de setembro de 2014, quando a sonda passou a orbitar o planeta. Este texto não detalha o calendário das manobras intermediárias porque não foi possível confirmá-lo nas páginas oficiais consultadas.

A sonda e seus instrumentos

Segundo a especificação divulgada pela ISRO, a MOM tinha massa de decolagem de 1.337 quilogramas, sendo 852 quilogramas de propelente. O sistema de propulsão era bipropelente, com monometilhidrazina e tetróxido de nitrogênio, e o motor principal tinha empuxo de 440 newtons. A energia vinha de painéis solares de 1,8 metro por 1,4 metro, que geravam 840 watts na órbita de Marte, e de uma bateria de íons de lítio de 36 ampères-hora.

Para comunicação, a espaçonave dispunha de antenas de baixo, médio e alto ganho. O controle de atitude usava quatro rodas de reação, oito propulsores e dois sensores de estrelas. A carga científica somava cinco instrumentos: a câmera colorida de Marte (MCC), o espectrômetro de imageamento infravermelho térmico (TIS), o sensor de metano para Marte (MSM), o fotômetro de Lyman-alfa (LAP) e o analisador de composição neutra da exosfera marciana (MENCA). Juntos, eles cobriam o estudo da superfície, da atmosfera e da camada mais externa do ambiente marciano.

A chegada a Marte

A inserção em órbita de Marte ocorreu em 24 de setembro de 2014, data registrada pela ISRO e pelo complexo de Madri da NASA. Essa é a etapa mais delicada de qualquer missão a Marte, porque a sonda precisa reduzir a velocidade o suficiente para ser capturada pela gravidade do planeta, sem possibilidade de intervenção em tempo real por causa do atraso das comunicações. O sucesso na primeira tentativa foi o que consolidou a MOM como marco para a agência.

A ISRO informa que a missão foi concebida com uma vida útil de seis meses, com término previsto para 23 de março de 2015. Em vez disso, a sonda seguiu em operação. A página da agência registra que ela completou seis anos em órbita em 24 de setembro de 2020, e a atualização de 2022 fala em cerca de oito anos de operação em torno de Marte.

Resultados científicos

No balanço divulgado em 2022, a ISRO relaciona diversos resultados. A missão caracterizou a composição dos gases da exosfera marciana e as transições atmosféricas, detectou átomos supratérmicos de argônio-40, que indicam mecanismos de escape da atmosfera, e documentou a dinâmica de tempestades de poeira e o papel delas na perda atmosférica. Também registrou as primeiras imagens do lado oposto de Deimos, uma das luas de Marte, mediu variações das calotas polares e do albedo da superfície e documentou nuvens de ondas de sotavento sobre Valles Marineris.

A câmera colorida permitiu ainda a produção de um atlas de Marte. Os dados da missão foram abertos a pesquisadores: a ISRO informa mais de 7.200 usuários cadastrados, cerca de 27.000 downloads de dados científicos e 400 usuários estrangeiros de 50 países. Esses números ajudam a dimensionar o uso da missão pela comunidade científica além das equipes que a construíram.

O fim da missão

A comunicação com a sonda foi perdida após um longo período de eclipse em abril de 2022. Segundo a ISRO, o eclipse impediu a geração contínua de energia solar, e o esgotamento do propelente impediu os ajustes de atitude necessários para restabelecer essa produção. A agência declarou a nave não recuperável e encerrou a missão. A avaliação foi apresentada em um encontro nacional realizado em 27 de setembro de 2022.

O caso ilustra um limite de missões planejadas para durar pouco e estendidas por anos: a folga de combustível, bateria e margens de projeto vai sendo consumida, e uma condição rara, como um eclipse mais longo que o previsto, pode ser decisiva. A própria ISRO registra, no entanto, que a sonda viveu cerca de oito anos em órbita, muito além dos seis meses previstos no projeto.

Legado e o que não se sabe

A Mangalyaan mostrou que a ISRO conseguia conduzir, com meios próprios, uma missão de longa distância e operar por anos uma sonda em órbita marciana. O acervo de dados e o atlas produzidos seguem como referência para estudos sobre a exosfera e a atmosfera do planeta, conforme descrito pela agência.

Alguns detalhes não foram confirmados em fontes abertas por este levantamento e, por isso, ficam de fora: o custo total da missão, as datas exatas das manobras de elevação de órbita e da manobra final de saída da Terra, e os parâmetros precisos da órbita marciana. Quem desejar aprofundar o tema pode consultar as páginas da ISRO citadas nas fontes e os artigos científicos publicados com dados da missão.