Após oito anos, a missão BepiColombo da Europa se aproxima de Mercúrio para entrar em órbita

Uma chegada muito aguardada

A BepiColombo, a missão robótica da Agência Espacial Europeia a Mercúrio, de quase US$ 2 bilhões, está finalmente na reta final de uma viagem que começou em 2018. Depois de oito anos de empuxo contínuo e de uma série cuidadosamente orquestrada de sobrevoos planetários, a espaçonave está agora a apenas alguns meses do momento pelo qual os planejadores da missão trabalham desde o início: ser capturada em órbita ao redor do planeta mais interior do Sistema Solar.

Esta semana, a missão superou um marco importante ao descartar a grande seção que carregava seus propulsores iônicos. Esse hardware, conhecido como Mercury Transfer Module, impulsionou a espaçonave durante a maior parte de seu longo cruzeiro. Com o módulo agora removido, a configuração científica restante está pronta para a manobra final de captura gravitacional ainda este ano.

Por que Mercúrio é tão difícil de alcançar

Para os cientistas planetários, Mercúrio apresenta um desafio único e um tanto contraintuitivo. Embora seja o planeta mais próximo do Sol, uma espaçonave lançada da Terra não pode simplesmente cair para dentro e esperar chegar. Alcançar Mercúrio exige eliminar uma quantidade enorme de energia orbital. De fato, a missão exigiu mais energia, ou delta-v, do que um sobrevoo de Plutão, razão pela qual a New Horizons, da NASA, chegou ao distante planeta anão em menos de uma década, enquanto a BepiColombo precisou de uma rota muito mais elaborada.

Para desacelerar o suficiente para entrar em uma trajetória estável ao redor de Mercúrio, a BepiColombo contou com nove assistências gravitacionais sem precedentes. Esses sobrevoos cuidadosamente planejados usaram a atração gravitacional da Terra, de Vênus e do próprio Mercúrio para curvar a trajetória da espaçonave e dissipar o excesso de energia. Cada encontro empurrou a sonda mais perto do Sol e a alinhou para a próxima etapa de sua espiral.

A missão também foi lançada com o sistema de propulsão elétrica mais potente já usado no espaço profundo. Quatro propulsores iônicos em grade dispararam quase continuamente durante o cruzeiro, fornecendo um empuxo suave, mas implacável, que remodelou a órbita da espaçonave ao longo do tempo. Entre sobrevoos planetários, esse sistema de plasma de baixo empuxo permitiu aos controladores ajustar a trajetória com mais eficiência do que os foguetes químicos permitiriam.

Uma espaçonave três em um

A BepiColombo é incomum por ter sido construída como uma pilha de três espaçonaves distintas. A maior peça, o Mercury Transfer Module, cuidou da propulsão e da energia durante a viagem. Atrás dele seguiam dois orbitadores científicos projetados para estudar Mercúrio de perspectivas complementares assim que entrassem em órbita. A missão reflete uma parceria internacional: a ESA liderou o projeto, com contribuições significativas do Japão e dos Estados Unidos.

A arquitetura de orbitadores duplos é central para os objetivos científicos, que se concentram em entender as origens de Mercúrio e sua composição incomum. Os cientistas querem saber como o planeta se formou tão perto do Sol e como evoluiu para se tornar o mundo quente, denso e rico em ferro que vemos hoje. Como disse um cientista da missão, olhar para Mercúrio significa aprender sobre a origem de um planeta e como ele se tornou o que é.

Mercúrio há muito tempo é um dos planetas menos explorados. Sua proximidade com o Sol dificulta as observações a partir da Terra, e o intenso calor e a radiação ao redor do planeta desafiam qualquer espaçonave que chegue perto demais. Ao colocar dois orbitadores em trajetórias complementares, a BepiColombo pretende montar uma imagem mais completa da superfície, do interior e do ambiente magnético de Mercúrio.

Descarte do módulo de propulsão

A separação do Mercury Transfer Module na quinta-feira foi um passo dramático em direção a esse objetivo. O módulo já havia cumprido sua função e seria um peso morto durante a aproximação final. Levá-lo para a órbita acrescentaria massa, complicaria as manobras e poderia interferir nos instrumentos científicos sensíveis. Sem o módulo de propulsão, a BepiColombo agora consiste apenas nos elementos necessários para a missão científica.

A separação também marcou uma transição simbólica. Durante oito anos, a espaçonave viajou como uma pilha completa e autopropelida. Agora ela não é mais um veículo de cruzeiro, mas um par de sondas de ciência planetária que carregam seus próprios sistemas de propulsão menores para os ajustes orbitais finais.

O que vem a seguir

O próximo grande evento acontece em novembro, quando a BepiColombo encontrará Mercúrio pela que deve ser sua última vez. Nesse ponto, a velocidade da espaçonave estará exatamente certa para que a gravidade de Mercúrio a capture em órbita. Será uma manobra de alto risco, executada automaticamente pelos sistemas de bordo da espaçonave porque a distância até a Terra torna comandos em tempo real impraticáveis.

Uma vez em órbita com segurança, a BepiColombo iniciará sua investigação científica principal. Seus instrumentos mapearão a superfície do planeta, medirão seu campo magnético, sondarão sua estrutura interna e estudarão sua exosfera tênue. Os dados devem ajudar a responder questões fundamentais sobre a formação e a evolução dos planetas rochosos, tanto no nosso Sistema Solar quanto ao redor de outras estrelas.

Para os engenheiros e cientistas envolvidos, o momento já vinha sendo esperado há muito tempo. Missões interplanetárias exigem paciência; a New Horizons levou quase dez anos para chegar a Plutão, e a trajetória da BepiColombo foi ainda menos direta. Mas o resultado, na visão dos planejadores da missão, valerá a espera.

A aproximação final da BepiColombo mostra o quão complexa se tornou a exploração planetária moderna. A missão combinou propulsão solar-elétrica, assistências gravitacionais repetidas e uma equipe multinacional de projetistas, operadores e cientistas para alcançar um mundo que continua teimosamente difícil de visitar. Quando a espaçonave finalmente entrar em órbita, ela se tornará apenas a segunda missão da história a conseguir isso, depois da sonda MESSENGER, da NASA.

Com a parte difícil do cruzeiro agora para trás, a BepiColombo está pronta para oferecer a visão mais abrangente já obtida do planeta mais enigmático do Sistema Solar.

Este artigo é baseado na cobertura da Ars Technica. Leia o artigo original.