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ExoMars se prepara para fazer as suas primeiras observações científicas em Marte



A sonda ExoMars está se preparando para fazer as suas primeiras observações científicas em Marte durante duas órbitas ao planeta, a partir desta semana.

O orbitador "Trace Gas Orbiter", ou TGO, um esforço conjunto entre a ESA e a Roscosmos, chegou a Marte a 19 de outubro. Entrou em órbita, como planeado, por um caminho altamente elíptico que o leva de 230 a 310 km acima da superfície para cerca de 98.000 km a cada 4,2 dias.

A principal missão científica só começará quando atingir uma órbita quase circular, cerca de 400 km acima da superfície do planeta, após um ano de "aerotravagem" - usando a atmosfera para travar gradualmente e alterar a sua órbita. As operações científicas devem começar em pleno em março de 2018.

Mas na próxima semana as equipas científicas terão a oportunidade de calibrar os seus instrumentos e fazer as primeiras observações-teste, agora que a aeronave está realmente em Marte.

Na verdade, o detetor de neutrões tem estado ativo em grande parte da fase de cruzeiro do TGO para Marte e, atualmente, está a recolher dados para continuar a calibrar o fluxo de fundo e verificar que nada mudou depois do módulo Schiaparelli se ter desprendido da aeronave.

Medirá o fluxo de neutrões da superfície marciana, criado pelo impacto dos raios cósmicos. A maneira pela qual são emitidos e a sua velocidade ao chegar ao TGO dirá aos cientistas sobre a composição da camada superficial.


Sonda TGO com os seus instrumentos científicos legendados.
ACS (Atmospheric Chemistry Suite) é um conjunto de três espectrômetros infravermelhos que vão investigar a química, os aeorsóis e a estrutura da atmosfera. O ACS vai complementar o NOMAD, estendendo a cobertura até comprimentos de onda infravermelhos.
CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) é uma câmara de alta resolução (5 m por pixel) que vai obter imagens a cores e estéreo da superfície, cobrindo uma vasta região. Vai fornecer contextos geológicos e dinâmicos para as fontes de gases vestigiais detetados pelo NOMAD e ACS.
FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) é um detetor de neutrões que vai mapear o hidrogênio à superfície até um metro de profundidade, revelando depósitos de água gelada perto da superfície. O mapeamento da água gelada à subsuperfície será até 10 vezes melhor do que as medições existentes.
NOMAD (Nadir and Occultaion for Mars Discovery) combina três espectrômetros, dois infravermelhos e um ultravioleta, que vão realizar a identificação orbital altamente sensível de componentes atmosféricos, incluindo metano e outras substâncias, tanto via ocultação solar como observações diretas da luz refletida em observações do nadir.
Crédito: ESA/ATG medialab


Em particular, uma vez que mesmo pequenas quantidades de hidrogênio podem causar uma mudança na velocidade do neutrão, o sensor será capaz de procurar locais onde gelo ou água poderão existir, entre 1-2 m no topo do planeta.

Os outros três instrumentos da sonda têm um número de observações-teste programadas durante 20-28 de novembro.

Durante a missão científica primária, dois pacotes de instrumentos farão medições complementares para fazer um inventário detalhado da atmosfera, particularmente daqueles gases que estão presentes apenas em quantidades vestigiais.


A sonda TGO obteve a sua imagem de Marte no dia 13 de junho de 2016 como parte do seu extenso comissionamento de instrumento a caminho do Planeta Vermelho.
A distância até Marte nesse dia era de 41 milhões de quilômetros, dando à imagem uma resolução de 460 km/pixel. O planeta tem aproximadamente 34 segundos de arco em diâmetro a essa distância. A região Tharsis de Marte, lar dos maiores vulcões do planeta, está orientada para a sonda na imagem.
Crédito: ESA/Roscosmos/ExoMars/CaSSIS/UniBE


De particular interesse é o metano, que na Terra é produzido principalmente por atividade biológica ou processos geológicos, como algumas reações hidrotermais.

As medições serão realizadas de diferentes modos: apontando para o Sol através da atmosfera, no horizonte à luz solar dispersa pela atmosfera, e olhando para baixo para a luz solar refletida da superfície. Ao analisar como a luz solar é influenciada, os cientistas podem analisar os constituintes atmosféricos.

Nas próximas órbitas há somente oportunidades para apontar para o horizonte ou diretamente na superfície. Isso permitirá às equipas científicas verificar a pontaria do seu instrumento para melhor se preparar para futuras medições.

Existe a possibilidade de que eles possam detetar alguma luz natural noturna - uma emissão de luz na atmosfera superior produzida quando os átomos interrompidos pelo vento solar se recombinam para formar moléculas, libertando energia sob a forma de luz.

Durante a segunda órbita, os cientistas também planearam observações de Fobos, a maior e mais íntima das duas luas do planeta.

Finalmente, a câmara fará as suas primeiras imagens-teste em Marte na próxima semana. Em cada uma das duas órbitas, irá primeiro apontar às estrelas para se calibrar para a medição da reflexão da superfície do planeta.

Depois apontará para Marte.

Dada a atual órbita elíptica, a aeronave estará mais próxima e mais distante do planeta, do que durante a sua principal missão científica.

Mais próximo do planeta, viajará mais rápido sobre a superfície do que na sua órbita circular final, o que apresenta alguns desafios no momento em que as imagens devem ser tiradas.

A câmara foi desenhada para capturar pares estéreo: capta uma imagem olhando ligeiramente para frente e, em seguida, a câmara é girada para olhar para trás para captar a segunda parte da imagem, a fim de ver a mesma região da superfície a partir de dois ângulos diferentes. Ao combinar o par de imagens, pode-se obter informações sobre as alturas relativas das características de superfície.

Esta semana, a equipa da câmara verificará o tempo interno para ajudar os comandos do programa para futuras observações científicas específicas. A alta velocidade e a alteração da altitude da órbita elíptica tornarão a reconstrução estéreo um desafio, mas a equipa será capaz de testar o mecanismo de rotação estéreo e os vários filtros diferentes de câmara, assim como compensar a orientação da nave espacial em relação à pista terrestre.


O instrumento CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) é a câmara de alta resolução a bordo da sonda TGO. É capaz de obter imagens a cores e estéreo de características à superfície, possivelmente associadas com fontes de gases vestigiais a fim de melhor entender a gama de processos que podem estar relacionados com a emissão desses gases.
Esta imagem mostra o princípio da obtenção de imagens estéreo usando o CaSSIS. Capta uma imagem olhando ligeiramente para a frente, e depois a câmara roda para olhar para "trás" para captar a segunda parte da imagem, a fim de ver a mesma região da superfície a partir de dois ângulos diferentes. Combinando o par de imagens, podemos obter informações sobre as alturas relativas das características à superfície.
Crédito: Universidade de Berna

Não há alvos de imagem específicos em mente, embora perto da aproximação mais próxima da primeira órbita, a sonda voará sobre a região de Noctis Labyrinthus e tentará obter um par estéreo. Na segunda órbita, tem a oportunidade de capturar imagens de Fobos.

Em última análise, a câmara será usada para a imagem e análise de recursos que podem estar relacionados com as fontes de gases vestigiais e fossas, para ajudar a compreender melhor a gama de processos que podem estar a produzir os gases. As imagens também serão usadas para observar futuros locais de aterragem.

"Estamos animados por finalmente ver os instrumentos a funcionar no ambiente para o qual foram concebidos e ver os primeiros dados provenientes de Marte", diz Håkan Svedhem, cientista do projecto TGO da ESA.

Após este breve período de demonstração de instrumentos científicos, que também serve como um teste para a retransmissão desses dados de volta à Terra, juntamente com dados dos rovers Curiosity e Opportunity da NASA, o foco volta às operações e às preparações necessárias para a aerotravagem no próximo ano.

FONTE: http://www.ccvalg.pt/

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