Rosetta e Philae: o primeiro pouso em um cometa

Contexto

Cometas são corpos pequenos e gelados que, segundo a ciência planetária, guardam material dos primeiros tempos do Sistema Solar. Por isso, a Agência Espacial Europeia (ESA) planejou uma missão que não se limitasse a sobrevoá-los: a sonda Rosetta deveria acompanhar um cometa por um longo período e, além disso, soltar sobre ele um módulo de pouso. A NASA descreveu, em 2014, que a expectativa era obter as primeiras imagens tiradas da superfície de um cometa e a primeira análise direta da composição de um.

O alvo escolhido foi o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Rosetta foi lançada em 2 de março de 2004 e percorreu, segundo a ESA, cerca de 6,4 bilhões de quilômetros pelo Sistema Solar até alcançar o cometa em 6 de agosto de 2014. Ao final da missão, a agência contabilizou quase 8 bilhões de quilômetros percorridos, seis órbitas em torno do Sol, três passagens pela Terra, uma por Marte e dois encontros com asteroides ao longo do caminho.

A missão e a longa viagem

Depois de anos de viagem, Rosetta passou 31 meses em hibernação no espaço profundo, período em que a maior parte dos sistemas ficou desligada para economizar energia, conforme relatou a ESA. Ao ser reativada e chegar ao destino, tornou-se a primeira nave a entrar em órbita de um cometa. O cometa tem forma de dois lóbulos unidos, característica que os pesquisadores documentaram nas imagens da aproximação e que serviu de referência para a escolha do ponto de pouso.

A escolha do local levou cerca de seis semanas após a chegada, com base em imagens e dados coletados entre 30 e 100 quilômetros de distância. O ponto selecionado recebeu o nome de Agilkia e ficava na região da cabeça do cometa, uma área com aproximadamente 4 quilômetros de largura. A operação envolveu o orbitador Rosetta, que carregava e liberaria o módulo, e o próprio Philae, cuja missão era analisar o material do núcleo com seu conjunto de instrumentos.

Como foi o pouso

Em 12 de novembro de 2014, Rosetta liberou Philae às 09h03 GMT, a cerca de 22,5 quilômetros do centro do cometa. A descida durou aproximadamente sete horas. O sinal que confirmou o toque na superfície chegou à Terra às 16h03 GMT e foi captado ao mesmo tempo pela estação da ESA em Malargüe, na Argentina, e pela estação da NASA em Madri, na Espanha, antes de ser confirmado no centro de operações da ESA, em Darmstadt, e no centro de controle do módulo, em Colônia.

O pouso, porém, não terminou no primeiro contato. Segundo a ESA, Philae ricocheteou depois de tocar Agilkia e permaneceu cerca de duas horas em voo, a uma altitude da ordem de 100 metros, antes de pousar de forma definitiva em outro ponto, chamado Abydos, a mais de um quilômetro do local original. A velocidade de aproximação prevista para o toque era de cerca de 1 metro por segundo, e a comunicação exigiu que o sinal atravessasse uma distância de aproximadamente 510 milhões de quilômetros até a Terra.

Resultados científicos

Philae operou por cerca de 64 horas antes de entrar em hibernação, quando a bateria principal se esgotou. Nesse intervalo, a ESA informa que aproximadamente 80% da primeira sequência científica prevista foi concluída. Entre os instrumentos citados pela agência estão COSAC, Ptolemy, ROLIS, CIVA, MUPUS, CONSERT e APXS. Os dados do toque inicial e do voo também renderam informações, pois o contato com o solo levantou poeira que os analisadores puderam registrar.

Os primeiros resultados foram publicados em uma edição especial da revista Science, em 2015. Segundo a ESA, o módulo detectou 16 compostos orgânicos, quatro deles jamais encontrados antes em um cometa. As temperaturas na superfície variaram de cerca de -180 °C a -145 °C. O lóbulo menor apresentou porosidade estimada entre 75% e 85%, com mistura de poeira e gelo, rochas de até cerca de 5 metros foram observadas e a camada de material solto em Agilkia chegaria a cerca de 2 metros de profundidade.

O orbitador e o fim da missão

Enquanto Philae estava em hibernação, o orbitador continuou observando o cometa. Entre os resultados que a ESA destacou ao encerrar a missão estão a detecção do aminoácido glicina e de fósforo, além de oxigênio molecular, nitrogênio, água e diversos compostos orgânicos. Rosetta permaneceu 786 dias em operação junto ao cometa, que passou pelo ponto mais próximo do Sol, o periélio, em 13 de agosto de 2015.

Em junho e julho de 2015, o módulo voltou a se comunicar brevemente com o orbitador, quando o cometa se aproximava do Sol, mas o contato não se estabeleceu de forma duradoura. Em 2 de setembro de 2016, a câmera de alta resolução OSIRIS fotografou Philae de cerca de 2,7 quilômetros de distância, com escala de cerca de 5 centímetros por pixel. A imagem mostrou o módulo encaixado em uma fenda escura, orientação que, segundo a ESA, ajudou a explicar por que a comunicação fora tão difícil depois do pouso.

A missão terminou em 30 de setembro de 2016. A última manobra ocorreu em 29 de setembro, às 20h50 GMT, colocando Rosetta em rota de colisão a partir de uma altitude de cerca de 19 quilômetros. O alvo era uma região do lóbulo menor próxima a poços ativos, a área chamada Ma'at. A perda do sinal, que confirmou o impacto, foi registrada em Darmstadt às 11h19 GMT. Durante a descida, a sonda pôde estudar gás, poeira e plasma muito perto da superfície e fazer imagens de alta resolução.

Participantes

Rosetta foi uma missão da ESA com contribuições internacionais. O consórcio do módulo Philae reuniu o DLR, o MPS, o CNES e a ASI, segundo a agência europeia, e o controle do módulo ficou em Colônia. O centro científico e de operações do módulo funcionou em Toulouse, na França. O acompanhamento da sonda dependeu ainda de estações de solo distribuídas por diferentes países, como a de Malargüe e a de Madri.

A NASA forneceu três instrumentos ao orbitador. O MIRO, um instrumento de micro-ondas, estuda o comportamento de gás e poeira, a temperatura da superfície e a evolução da coma e da cauda. O Alice, um espectrômetro ultravioleta, analisa gases da coma e mede a produção de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono. O IES mede partículas carregadas do vento solar em interação com o gás do cometa.

Legado e limites do que se sabe

Rosetta foi a primeira missão a orbitar um cometa e a primeira a soltar um módulo em seu núcleo, marcos que a ESA e a NASA registraram em seus comunicados. O conjunto de dados coletado ao longo de mais de dois anos junto ao 67P permitiu documentar a estrutura de dois lóbulos, a química de sua superfície e a evolução da atividade do cometa perto do periélio,.

Há também limites claros. O pouso não ocorreu no ponto planejado, o módulo terminou encaixado em uma fenda escura e não completou todo o plano de observações, já que cerca de 80% da primeira sequência científica foi cumprida. Os detalhes técnicos de cada etapa do ricochete não constam nas fontes usadas neste texto e, por isso, não são descritos aqui.