DART prestes a impactar um asteroide

Espaçonave DART da NASA antes do impacto

Esta ilustração mostra a espaçonave Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA antes do impacto no sistema binário de asteroides Didymos. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Tentar impactar um asteroide é um empreendimento ousado e complexo. JPL está lá para ajudar com navegadores, comunicações e muito mais.

A missão Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA tem o objetivo desafiador de colidir sua espaçonave em um pequeno asteroide na segunda-feira, 26 de setembro. Seu alvo é Dimorphos, uma pequena lua orbitando um asteroide maior com o nome de Didymos. Embora o asteroide não represente uma ameaça para a Terra, esta missão testará tecnologia que pode ser usada para defender nosso planeta contra possíveis riscos de asteroides ou cometas que possam ser detectados no futuro.

O Laboratório de Física Aplicada (APL) da Johns Hopkins em Laurel, Maryland, projetou e lidera a ambiciosa missão de NASA. No entanto, como em muitas missões, o empreendimento exige a experiência de vários centros da NASA. No caso do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da agência em Pasadena, Califórnia, essa especialização é para navegação, ciência de asteróides, localização precisa do alvo e comunicações da Terra para a espaçonave.

“Parcerias estratégicas como a nossa com a APL são a força vital do desenvolvimento de missões espaciais de ponta”, disse Laurie Leshin, diretora da JPL. “Nossa história de trabalho com a APL remonta à Voyager e se estende até o futuro, com missões como a Europa Clipper. O trabalho que fazemos juntos torna todos nós – e nossas missões – melhores. Estamos orgulhosos de apoiar a missão e a equipe do DART.”

Lançada em 23 de novembro de 2021, a espaçonave DART de aproximadamente 1.320 libras (cerca de 600 quilos) estará localizada a 11 milhões de quilômetros da Terra quando impactar Dimorphos, que mede apenas 160 metros de diâmetro. Tornando as coisas ainda mais desafiadoras, a espaçonave estará se aproximando da rocha espacial a cerca de 6,1 quilômetros por segundo, o que equivale a cerca de 22.000 km/h. Dimorphos orbita Didymos, que tem aproximadamente meia milha (780 metros) de diâmetro, a cada 11,9 horas.

Asteróide Didymos e Dimorphos DRACO

Esta imagem da luz do asteroide Didymos e sua lua orbital Dimorphos é uma composição de 243 imagens tiradas pela Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO) em 27 de julho de 2022. Crédito: NASA JPL DART Navigation Team

Chegando a Dimorphos

A seção de navegação do JPL é bastante experiente em levar naves espaciais para locais distantes com precisão (por exemplo: Cassini para SaturnoJuno para JúpiterPerseverança para Marte). Cada missão traz seu próprio conjunto exclusivo de desafios, e o DART tem muitos.

“É um trabalho difícil”, disse Julie Bellerose, do JPL, que lidera a equipe de navegação da espaçonave DART. “Uma grande parte do que a equipe de navegação está trabalhando é levar o DART a uma caixa de 15 quilômetros de largura no espaço 24 horas antes do impacto.” Nesse ponto, disse Bellerose, a manobra de correção de trajetória final da missão (o disparo de propulsores para modificar a direção do voo) será executada pelos controladores da missão na Terra. A partir daí, depende do DART.

Durante as horas finais de sua jornada de ida, o DART empregará um navegador autônomo a bordo criado pela APL para permanecer no curso. SMART Nav, ou Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation, coleta e processa imagens de Didymos e Dimorphos da câmera de alta resolução DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation) do DART e, em seguida, usa um conjunto de algoritmos computacionais para determinar o que as manobras precisam ser feitas nas últimas quatro horas antes do impacto.

Juntamente com a equipe do DART, outro conjunto de navegadores do JPL está calculando e planejando a trajetória do companheiro da espaçonave do DART: o Light Italian CubeSat da Agência Espacial Italiana (ASI) para Imaging Asteroids, ou LICIACubeque tem a importante tarefa de criar imagens dos efeitos de impacto do DART em Dimorphos. A espaçonave do tamanho de uma torradeira se desconectou do DART em 11 de setembro – exatamente 15 dias antes do DART estar programado para impactar a lua do asteroide Dimorphos – para navegar no espaço interplanetário por conta própria, com a ajuda da equipe do JPL.

“Estamos trabalhando com a ASI para levar o LICIACube a 25 a 50 milhas (40 a 80 quilômetros) de Dimorphos apenas dois a três minutos após o impacto do DART – perto o suficiente para obter boas imagens do impacto e da pluma de ejeção, mas não tão perto do LICIACube pode ser atingido por ejecta,” disse o líder de navegação do LICIACube do JPL, Dan Lubey.

Embora não sejam necessárias para o sucesso da missão DART, as imagens de pré e pós-impacto que as duas câmeras ópticas deste pequeno satélite LEIA (LICIACube Explorer Imaging for Asteroid) e LUKE (LICIACube Unit Key Explorer) fornecerão podem beneficiar a comunidade científica para estudos de objetos próximos da Terra e ajudam na interpretação dos resultados do DART.

Ilustração do Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos

Ilustração da espaçonave DART da NASA e do LICIACube da Agência Espacial Italiana (ASI) antes do impacto no sistema binário Didymos. Crédito: NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben

Tempo e espaço

Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra do JPL (CNEOS), um elemento do Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA (PDCO), foi encarregado de determinar não apenas a localização de Didymos no espaço dentro de 16 milhas (25 quilômetros), mas também quando Dimorphos seria visível – e acessível – da direção de aproximação do DART.

Juntamente com investigadores de outras instituições, os membros do CNEOS estudarão a pluma de rocha e regolito (rocha e poeira quebradas) ejetadas pelo impacto, bem como a cratera de impacto recém-formada e o movimento de Dimorphos em sua órbita em torno de seu asteroide pai. Liderados por Steve Chesley, do JPL, eles não apenas examinarão dados e imagens do DART e LICIACube, mas também dados de telescópios espaciais e terrestres.

Os cientistas pensam que o impacto deve encurtar o período orbital da lua em torno do asteroide maior em vários minutos. Essa duração deve ser longa o suficiente para que os efeitos sejam observados e medidos por telescópios na Terra. Também deve ser suficiente para este teste demonstrar se a tecnologia de impacto cinético – impactando um asteroide para ajustar sua velocidade e, portanto, seu caminho – poderia de fato proteger a Terra de um ataque de asteroide.

Importantes contribuintes entre esses telescópios baseados na Terra incluem Rede de Espaço Profundo da NASAo conjunto de antenas de radiotelescópio gigantes que o JPL gerencia. Com observações de radar lideradas pelo cientista do JPL Shantanu Naidu, o enorme prato de 70 metros (230 pés) da Estação Espacial Profunda 14 no complexo Goldstone da rede perto de Barstow, Califórnia, começará a observar as consequências da colisão celeste cerca de 11 horas após o impacto , quando a rotação da Terra traz Didymos e Dimorphos à vista de Goldstone. Os dados dos ecos refletidos nas duas rochas espaciais devem ajudar a determinar quais mudanças ocorreram na órbita da lua e podem até fornecer algumas imagens de radar de resolução grosseira.

Claro, a ciência do rádio é apenas parte do papel da Deep Space Network. As equipes de navegação também dependem disso porque a rede é o meio pelo qual a NASA está se comunicando com as naves espaciais na Lua e além. desde 1963.

Asteroides Didymos

O asteróide 65803 Didymos é um asteróide binário próximo da Terra; o corpo primário tem um diâmetro de cerca de 780 m e um período de rotação de 2,26 horas, enquanto o corpo secundário Didymoon tem um diâmetro de cerca de 160 m e gira em torno do primário a uma distância de cerca de 1,2 km da superfície primária em cerca de 12 horas . Crédito: ESA

Mais sobre a missão

O Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins (APL) gerencia a missão DART para o Escritório de Coordenação de Defesa Planetária (PDCO) da NASA como um projeto do Escritório do Programa de Missões Planetárias da agência. O DART é a primeira missão de teste de defesa planetária do mundo e executará intencionalmente um impacto cinético em Dimorphos para alterar ligeiramente seu movimento no espaço. Embora o asteroide não represente nenhuma ameaça à Terra, a missão DART estabelecerá que uma espaçonave pode navegar de forma autônoma para um impacto cinético em um asteroide relativamente pequeno, provando assim que esta é uma técnica viável para desviar um asteroide em rota de colisão com a Terra se um é sempre descoberto. O DART atingirá sua meta em 26 de setembro de 2022.

A missão LICIACube da ASI é operada pela Argotec com navegação independente fornecida pelo JPL, a Universidade de Bolonha e o Politecnico di Milano. O LICIACube acompanhou o DART durante o lançamento e o cruzeiro e foi lançado em 11 de setembro, 15 dias antes do impacto do DART. A missão do LICIACube concentra-se em obter imagens dos resultados do impacto do DART (a cratera e a pluma de ejeção), bem como o lado não impactado de Dimorphos.


Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.

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