Lua de Marte é porosa como queijo

Esta imagem de Fobos foi feita a uma distância de 656 km. No mergulho mais rasante, feito na semana passada, a Mars Express passou a apenas 67 km da superfície da lua de Marte. Imagem: ESA/ DLR/ FU Berlin (G. Neukum)

Lua de queijo

As crianças marcianas – as que eventualmente nascerem nas bases que o homem instalar em Marte, no futuro – poderão não ter tanta dificuldade em acreditar que a lua é feita de queijo – ou de algum material similar.

Pelo menos uma das duas luas de Marte não é um rochedo tão sólido quanto parece, podendo ser tão ou mais poroso do que um queijo.

Ao passar raspando por Fobos, na semana passada, a sonda europeia Mars Express descobriu que a lua de Marte tem uma densidade incrivelmente baixa, sendo constituída por alguma coisa entre 25 e 35% de espaços vazios.

Essa baixa densidade é totalmente inesperada, e agora os cientistas vão se debruçar sobre os dados coletados para tentar elucidar as razões e a eventual origem de um rochedo espacial tão poroso.

Aglomerado espacial

Há muito se acredita que Fobos era um asteroide perdido pelo Sistema Solar que foi capturado por Marte.

Agora ganha peso a hipótese de que a lua seja um “objeto de segunda geração” do Sistema Solar, o que significa que ele pode ter-se formado pela coalescência de objetos menores depois que orbitavam Marte muito tempo depois que o planeta se formou.

A coalescência tardia ganhou força com os novos dados, que indicam que Fobos pode ser nada mais do que um aglomerado de pequenas rochas que se juntaram, deixando espaços vazios entre elas.

Morte da lua

Se isto for verdade, os cientistas poderão descrever com muito mais segurança o seu destino.

Como Fobos está em uma espiral contínua em direção a Marte, descendo cerca de 1,8 metro por século, sua morte poderá se dar tanto por um choque direto com seu planeta, quanto pelo esfacelamento, induzido pelas forças gravitacionais de Marte.

Se a lua nada mais for do que um aglomerado de rochas, ela provavelmente se tornará um anel de fragmentos em torno de Marte, dentro de cerca de 50 milhões de anos.

“Ela veio dos detritos, e aos detritos retornará,” arrisca Martin Pätzold, da Universidade de Koln, na Alemanha, e principal cientista do experimento MARS, da sonda Mars Express.

Para saber como foram feitas as medições de Fobos, veja Sonda espacial mergulha rumo a lua de Marte.

Sonda espacial mergulha rumo a lua de Marte

A cada passagem, os cientistas estão apontando diferentes instrumentos ao misterioso rochedo sem atmosfera, adquirindo-se mais informações a seu respeito. Imagem: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Mergulho na lua

A sonda espacial Mars Express, da Agência Espacial Europeia (ESA), vai passar raspando pela maior lua de Marte, Fobos (ou Phobos), às 17h55 desta quarta-feira, no horário de Brasília.

A campanha de “mergulhos” da Mars Express começou em 16 de Fevereiro, passando a uma altitude cada vez menor. O rasante desta quarta-feira será o mais próximo de todos, quando a sonda espacial passará a apenas 67 km de altitude da lua marciana.

O mergulho de hoje havia sido planejado inicialmente para uma aproximação a 50 km de altitude. Mas, durante uma manobra feita na semana passada, a nave ficou numa trajetória que iria incluir uma ocultação por Fobos – ou seja, a Mars Express ficaria por trás de Fobos quando vista da Terra.

Como isto iria prejudicar o rastreamento da sonda, a ESA decidiu fazer uma nova manobra para reposicionar a sonda. Com isto, a passagem mais baixa será agora a 67 quilômetros.

Desvio da rota

A cada passagem, os cientistas estão apontando diferentes instrumentos ao misterioso rochedo sem atmosfera, adquirindo-se mais informações a seu respeito.

Ao passar tão perto de Phobos, a sonda é desviada de sua rota pelo campo gravitacional da lua. O desvio será de apenas alguns milímetros por segundo e não afetará o restante da missão, que continuará estudando Marte.

No entanto, para as equipes em terra, os mergulhos permitirão uma visão única da lua de Marte, permitindo estudar o seu interior e como a sua massa está distribuída.

Serão 12 aproximações ao todo, que durarão ainda até o dia 26 de Março. Depois do super mergulho de hoje, as altitudes voltarão a ser crescentes.

Como Fobos será estudada

Como é que esta medição extremamente sensível será feita? Ironicamente, ela começará com o desligamento de todos os sinais da nave. A única coisa que as estações em terra irão captar será o sinal de rádio de fundo, usado para transportar dados.

Sem dados para transmitir, o sinal sofrerá pequenas alterações, causadas pela mudança de frequência induzida por Fobos. As alterações serão da ordem de uma parte em um trilhão e são manifestações do efeito Doppler – o mesmo efeito que faz mudar o som da sirene de uma ambulância conforme ela se aproxima ou se afasta.

Apesar de extremamente sutis, as alterações poderão ser interpretadas pelos cientistas e responderão perguntas importantes, como forma e composição da lua.

O trabalho não estará terminado após esta aproximação. Outras sete se seguirão, antes de terminar a campanha. Além da experiência de rastreamento, conhecido como MaRS, de Mars Radio Science, o radar MARSIS também está começou a inspecionar a superfície de Fobos durante os mergulhos anteriores.

“Já fizemos um processamento de dados preliminar e a assinatura de Fobos é evidente em quase todos os dados”, diz Andrea Cicchetti, do Instituto Italiano de Física do Espaço Interplanetário e membro da equipe MARSIS.

Impressão artística da Mars Express, mostrando o radar MARSIS, com seus 40 metros de abertura, que estão sendo usados para estudar também a lua Fobos, de Marte. (Imagem: ESA)

Sonda russa

A câmera HRSC será usada na aproximação de 7 de Março, quando a Mars Express passar pela face iluminada de Phobos a uma altitude de 107 km, e continuará sendo usada nas passagens subsequentes, obtendo imagens inéditas da superfície da lua.

Esta câmera de alta resolução vai prestar uma atenção toda especial ao local proposto para a aterrissagem da missão russa Phobos-Grunt, que deverá ser lançada em 2011/12.

Os outros instrumentos também voltarão a funcionar nos próximos mergulhos. O instrumento ASPERA está estudando a forma como as partículas carregadas do Sol interagem com a superfície de Fobos. Os instrumentos SPICAM, PFS, OMEGA estão caracterizando a superfície da lua, sendo que o PFS está tentando medir a temperatura de Fobos nos lados iluminado e escuro da lua.

Blog do mergulho

“Todos os instrumentos da Mars Express têm algo a dizer sobre Fobos,” afirmou Olivier Witasse, cientista da missão. Segundo ele, isto é um bônus extra para a ciência, tendo em vista que nenhum deles tinha sido concebido para o estudo de Fobos, mas apenas do próprio planeta Marte. Os rasantes sobre Fobos foram decididos depois que todos os objetivos científicos da missão foram alcançados.

Os resultados científicos destas passagens deverão estar disponíveis nas semanas ou meses seguintes, quando as várias equipes de cientistas tiverem tido tempo para analisar os dados.

Os mergulhos da Mars Express sobre Fobos poderão ser acompanhados ao vivo pelo blog http://webservices.esa.int/blog/blog/7.

Do Inovação Tecnológica

As luas de Marte: Phobos e Deimos

Os satélites de Marte, foram descobertos por Asaph Hall, durante a oposição do planeta que ocorreu em 12 de agosto de 1877. Receberam os nomes de dois dos filhos que o deus da guerra Ares (Marte, para os romanos) teve com Afrodite (a Vênus romana). Phobos (Medo) e Deimos (Terror), eram os filhos que precediam o deus nas batalha desestabilizando os valentes guerreiros para que outros acólitos de seu pai pudessem agir semeando a morte e a carnificina.

Ambos os satélites possuem características similares: são corpos pequenos, amorfos, de baixa densidade e densamente craterizados. Quando analisados separadamente, no entanto, podemos distinguir algumas diferenças importantes.

Phobos possui 3 grandes crateras: Stickney, Hall e Roche. A maior delas, a Cratera Stickney, recebeu o sobrenome de solteira da esposa de Hall. Stickney possui uma série de desfiladeiros que partem dela e envolvem Phobos. Esses desfiladeiros têm, em média, 200m de largura, de 5 a 30m de profundidade e de 15 a 30km de comprimento. Além das crateras, ele também possui um conjunto de cordilheiras tendo a maior delas cerca de 5km de largura e 15km de comprimento. É provável que algumas dessas cordilheiras sejam resíduos de bordas de crateras que foram desgastadas.

Phobos é o satélite que mais se aproxima do planeta em torno do qual orbita; a distância entre ele e o centro do planeta Marte é de 9.400 km, em média e 6.000 km da superfície do planeta. Essa distância possui um valor mais baixo do que o necessário para uma órbita síncrona, tendo como conseqüência, uma lenta aproximação do satélite com o planeta, cerca de 1,8 m por século. Os cálculos mostram que dentro de 50 milhões de anos, Phobos poderá cair sobre Marte ou, o mais provável, as forças de maré destruirão o satélite, criando um fino anel ao redor de Marte. Esse fenômeno foi detectado por Harlow Shapley na década de 1950 e algumas teorias surgiram para explicar essa aproximação de Phobos, inclusive a do astrônomo soviético Josif Shklovsky, de que Phobos, talvez fosse oco.

O período de revolução de Phobos ao redor de Marte – 7,7 horas – é menor que a duração da noite no planeta – 12h 18m – e, para um observador situado na superfície de Marte, essa diferença faz com que Phobos surja no oeste e se ponha no leste, ao contrário do que ocorre com a nossa Lua, que sempre surge a leste e se põe a oeste.

Deimos, por sua vez, não possui desfiladeiros e cordilheiras e sua maior cratera tem 2,5 km de diâmetro. A baixa gravidade do satélite é responsável pela ausência de depósitos de materiais que foram ejetados durante os impactos meteoríticos sofridos pelo satélite. Provavelmente, a violência dos impactos fez com que esses materiais alcançassem velocidades superiores à velocidade de escape do satélite e eles se perderam no espaço.

Phobos e Deimos possuem um grande depósito de regolito. Estima-se que a espessura do depósito em Deimos seja de 10 m e em Phobos de 100 m. A origem provável dos satélites é o cinturão de asteróides entre as órbitas de Marte e Júpiter. Eles parecem ter sido perturbados por Júpiter e capturados pela gravidade de Marte.

Phobos é oco?!

Na década de 1950, o astrônomo americano Harlow Shapley (1885-1972) detectou uma aceleração de origem desconhecida atuando sobre Phobos, indicando que ele estava, lentamente, se aproximando de Marte. No início da década de 1960, o astrônomo soviético Josif Sammilovich Shklovsky (1916-1985) desenvolveu um modelo para explicar tal aceleração: forças de maré entre Marte e Phobos poderiam causar tal efeito se o satélite fosse muito leve, muito mais leve do que seria possível para um astro, a não ser que ele fosse… oco.

Como era muito pouco provável que um astro oco tivesse se formado em uma órbita tão próxima de Marte (a distância de Phobos a Marte é de cerca de 9.500 km), Shklovsky sugeriu que Phobos poderia ser um satélite artificial colocado em órbita pelos marcianos! Essa idéia acabou sendo distorcida para outra, mais fantástica e irreal: Phobos, um dos satélites naturais de Marte, seria, de fato, oco e, em seu interior, existiria uma civilização avançada, capaz até de realizar viagens espaciais com naves que aportam no interior de uma cratera!

Os satélites foram fotografados pela primeira vez em 1971 (sonda Mariner 9) e, apesar de serem naturais e maciços, se mostraram muito diferentes de Marte: suas superfícies são escuras, repletas de crateras, e, por serem muito pequenos, não são esféricos. Eles se parecem mais com os asteróides que se localizam entre as órbitas de Marte e Júpiter que com satélites naturais como a Lua ou os galileanos de Júpiter. Suas densidades médias foram estimadas em cerca de 2 g/cm³ ( indicando que são de fato muito “leves”, como idealizou Shklovsky ), aproximadamente as mesmas de alguns meteoritos rochosos que se precipitaram sobre a superfície terrestre.

Os meteoritos são os restos da matéria prima que originou os astros do Sistema Solar. Embora existam algumas teorias nas quais os satélites se formaram junto a Marte, as inúmeras diferenças físicas e químicas entre eles indicam que eles foram capturados posteriormente por Marte.

Autores: Irineu Gomes Varella (Astrônomo. Diretor do Planetário do Ibirapuera e da Escola Municipal de Astrofísica de São Paulo, no período de 1980 a 2002) e Priscila D. C. F. de Oliveira (Coordenadora do Centro de Documentação Técnica e Científica em Astronomia do Planetário e Escola Municipal de Astrofísica de São Paulo)
Fonte: Uranometria Nova

Mars Express inicia série de aproximação máxima de lua marciana

Phobos é uma lua muito estranha e irregular e de todos os satélites do Sistema Solar é o que mais próximo orbita o planeta-mãe, a menos de seis mil quilômetros de Marte. Para entender um pouco melhor sobre esse pequeno mundo, a agência espacial européia iniciou ontem uma série de aproximações com a sonda Mars Express, que deverá chegar a apenas 50 km da lua marciana.

As aproximações ocorrerão lentamente e a cada dia a sonda ficará mais próxima. Finalmente, no dia 3 de março a Mars Express atingirá o recorde de menor distância, permitindo aos cientistas registrarem dados altamente detalhados do satélite, principalmente de uma gigantesca cratera que tem aproximadamente metade do seu tamanho. Após o ápice de aproximação a nave iniciará um gradual afastamento e no dia 26 de março a lua marciana sairá do alcance dos sensores da sonda.

Correção de órbita

A sonda Mars Express sobrevoa Marte a 10 mil km de distância, em uma órbita polar e elíptica. Mantendo essa dinâmica, a nave precisa ser periodicamente ajustada para que não entre na zona escura do planeta. Em 2009, a equipe do Centro Europeu de Operações Espaciais, localizado em Darmstadt, na Alemanha, apresentou uma série de cenários possíveis de correção e um deles permitiria que a nave passasse a apenas 50 km acima de Phobos.

“Isso representou uma oportunidade excelente para experimentos extras”, disse o cientista Olivier Witasse.

Estrutura interna

Uma forte ênfase está sendo dada a essa aproximação e será uma chance sem precedentes de mapear o campo gravitacional do satélite. Nessa distância, a Mars Express terá condições de “sentir” a diferença de atração em cada ponto da lua, o que permitirá aos pesquisadores inferir sobre a estrutura interna de Phobos.

Aproximações anteriores feitas pela sonda forneceram importantes dados sobre a massa do satélite, enquanto imagens estereográficas em alta resolução mostraram feições altamente precisas sobre seu volume. Entretanto, cálculos de densidade surpreenderam os cientistas ao mostrar que algumas regiões de Phobos parecem ser ocas.

Durante a aproximação a sonda enviará sinais de radar até a superfície, na tentativa de ver o interior da lua marciana e tentar mapear sua estrutura e composição interna.

Mistério

A origem de Phobos permanece um grande mistério, mas três possibilidades ganham força. A primeira é que a rocha seja um asteroide capturado pela gravidade marciana e a segunda é que tenha sido formada no próprio local, na mesma época de Marte. A terceira possibilidade é que Phobos tenha sido criado após o Planeta Vermelho, formado pelos restos lançados ao espaço após o choque de um grande meteorito contra a superfície marciana.

Mapeamento

Todos os instrumentos a bordo da Mars Express serão usados nesta campanha, incluindo a câmera estereográfica HRSC. Durante as cinco primeiras aproximações não serão coletadas imagens, já que a sonda estará no lado oculto do Phobos, mas a partir de 7 de março o imageamento será possível. Além do estudo geológico de Phobos, um dos objetos da câmera HRSC será o mapeamento de locais de pouso para a missão russa Phobos-Grunt, que deverá pousar em Phobos em 2012 e trazer o material coletado de volta à Terra.

Fonte: Apolo11