A Sonda Solar da ESA irá atravessar as caudas do Cometa ATLAS durante os próximos dias. Embora a recém-lançada aeronave não estivesse, neste momento, programada para receber dados científicos, especialistas da missão trabalharam para garantir que os quatro instrumentos mais relevantes fossem ligados durante o singular encontro.
A Sonda Solar foi lançada no dia 10 de Fevereiro de 2020. Desde então, e com excepção de uma breve desactivação devida à pandemia de coronavírus, cientistas e engenheiros têm vindo a realizar uma série de testes e rotinas de configuração conhecidas como comissionamento.
A data de conclusão desta fase foi fixada a 15 de Junho, para que a sonda pudesse ser totalmente funcional para a sua primeira passagem próxima ao Sol, ou periélio, em meados de Junho. No entanto, a descoberta do encontro casual com o cometa tornou as coisas mais urgentes.
O voo fortuito pela cauda de um cometa é um evento raro para uma missão espacial, algo que os cientistas sabem que aconteceu anteriormente apenas seis vezes em missões que não estavam especificamente em perseguição a cometas. Todos esses encontros foram descobertos nos dados da aeronave após o evento. A próxima travessia da Sonda Solar é a primeira prevista com antecedência.
Foi observado por Geraint Jones, do UCL Mullard Space Science Laboratory, Reino Unido, que tem 20 anos de história a investigar estes encontros. Descobriu a primeira travessia acidental da cauda em 2000, enquanto investigava uma estranha perturbação nos dados registados pela sonda solar Ulysses da ESA/NASA, em 1996. Este estudo revelou que a sonda havia passado pela cauda do Cometa Hyakutake, também conhecido como ‘O Grande Cometa de 1996’. Logo após o anúncio, Ulisses cruzou a cauda de outro cometa e depois um terceiro em 2007.
No início deste mês, ao perceber que a Sonda Solar estaria a 44 milhões de quilómetros a jusante do cometa C/2019 Y4 (ATLAS) dentro de algumas semanas, Geraint alertou imediatamente a equipa da ESA.
Ciência extra
A Sonda Solar está equipada com um conjunto de 10 instrumentos de detecção remota e in situ para investigar o Sol e o fluxo de partículas carregadas que este liberta para o espaço – o vento solar. Felizmente, os quatro instrumentos in situ também são perfeitos para detectar as caudas do cometa, porque medem as condições ao redor da aeronave e, assim, podem retornar dados sobre os grãos de poeira e as partículas electricamente emitidas pelo cometa. Estas emissões criam as duas caudas do cometa: a cauda de poeira, que é deixada para trás na órbita do cometa, e a cauda de iões que aponta directamente para o Sol.
A Sonda Solar cruzará a cauda de iões do cometa ATLAS entre 31 de maio e 1 de Junho e a cauda de poeira a 6 de Junho. Se a cauda de iões for densa o suficiente, o magnetómetro da Sonda Solar (MAG) poderá detectar a variação do campo magnético interplanetário devido à sua interacção com iões na cauda do cometa, enquanto o Analisador de Vento Solar (SWA) poderá capturar directamente algumas partículas da cauda.
Quando a Sonda Solar cruzar a cauda de poeira, dependendo da sua densidade – o que é extremamente difícil de prever – é possível que um ou mais grãos minúsculos de poeira atinjam a aeronave a velocidades de dezenas de quilómetros por segundo. Embora não haja risco significativo para a aeronave, os grãos de poeira serão vaporizados no impacto, formando pequenas nuvens de gás ou plasma electricamente carregado, os quais podem ser detectados pelo instrumento Ondas de Rádio e Plasma (RPW).
“Um encontro inesperado como este oferece uma missão com oportunidades e desafios únicos, mas isso é bom! Oportunidades como esta fazem parte da aventura da ciência,” diz Günther Hasinger, Director de Ciências da ESA.
Um desses desafios era que parecia improvável que todos os instrumentos estivessem prontos a tempo devido ao comissionamento. Agora, graças a um esforço especial das equipas de instrumentos e da equipa de operações de missão da ESA, todos os quatro instrumentos no local estarão ligados e a recolher dados, mesmo que em determinados momentos os instrumentos precisem voltar ao modo de comissionamento, de modo a garantir que o prazo de 15 de Junho é cumprido.
“Com estas advertências, estamos prontos para o que o Cometa ATLAS tem para nos dizer,” diz Daniel Müller, Cientista do Projecto Sonda Solar da ESA.
Esperar o inesperado
Outro desafio envolve o comportamento do cometa. O Cometa ATLAS foi descoberto no dia 28 de Dezembro de 2019. Durante os meses seguintes, ficou tão brilhante que os astrónomos se questionaram se seria visível a olho nu em maio.
Infelizmente, no início de Abril o cometa fragmentou-se. Como resultado, o seu brilho também caiu significativamente, roubando as vistas aos observadores do céu. Uma fragmentação adicional, em meados de maio, diminuiu ainda mais o cometa, tornando-o menos provável de ser detectado pela Sonda Solar.
Embora as probabilidades de detecção tenham diminuído, ainda vale a pena fazer o esforço, de acordo com Geraint.
“A cada encontro com um cometa, aprendemos mais sobre estes intrigantes objectos. Se a Sonda Solar detectar a presença do Cometa ATLAS, aprenderemos mais sobre como os cometas interagem com o vento solar e podemos verificar, por exemplo, se as nossas expectativas em relação ao comportamento da cauda de poeira estão de acordo com os nossos modelos,” explica. “Todas as missões que encontram cometas fornecem peças do quebra-cabeças.”
Geraint é o principal investigador da futura missão Interceptor de Cometa da ESA, que consiste em três naves espaciais e está programada para ser lançada em 2028. A missão fará um sobrevoo muito mais próximo de um cometa ainda desconhecido que será seleccionado entre os cometas recém-descobertos mais perto do tempo do lançamento (ou mesmo depois disso).
Tocar ao de leve o Sol
Actualmente, a Sonda Solar está a circular a nossa estrela-mãe entre as órbitas de Vénus e Mercúrio, com o seu primeiro periélio a ocorrer a 15 de Junho, a cerca de 77 milhões de quilómetros do Sol. Nos próximos anos, ficará muito mais próximo, dentro da órbita de Mercúrio, a cerca de 42 milhões de quilómetros da superfície solar. Enquanto isso, o Cometa ATLAS já está lá, aproximando-se do seu próprio periélio, que é esperado a 31 de maio, a cerca de 37 milhões de quilómetros do Sol.
“Este cruzamento da cauda também é emocionante porque ocorrerá, pela primeira vez, a distâncias tão próximas do Sol, com o núcleo do cometa dentro da órbita de Mercúrio,” diz Yannis Zouganelis, Cientista Adjunto do Projecto Sonda Solar da ESA.
Compreender o ambiente de poeira na região mais interna do Sistema Solar é um dos objectivos científicos da Sonda Solar.
“Os cometas próximos ao Sol, como o Cometa ATLAS, são fontes de poeira na heliosfera interna e, portanto, este estudo não apenas nos ajudará a entender o cometa, mas também o ambiente de poeira da nossa estrela,” acrescenta Yannis.
Olhar para um objecto gelado em vez do Sol escaldante é certamente uma maneira emocionante – e inesperada – para a Sonda Solar iniciar a sua missão científica, mas essa é a natureza da ciência.
“A descoberta científica baseia-se num bom planeamento e acaso. Nos três meses desde o lançamento, a equipa da Sonda Solar já provou que está pronta para os dois,” diz Daniel.