Durante o feroz tempestades solares de 2024pessoas em lugares distantes ao sul – lugares onde ninguém esperava ver auroras – tirou fotos de luz verde e roxa luminosa ondulando no céu.
Para as massas, eles eram de tirar o fôlego e mágicos. Mas dentro do controle de vôo para NASAde Missão rápidaver essas imagens foi devastador: a explosão sol estava apenas cravando um prego mais fundo no caixão da espaçonave. À medida que a atmosfera superior da Terra aquecia e inchava, o ar mais espesso puxava a atmosfera espaço telescópio.
O Observatório Neil Gehrels Swift, um telescópio que observou o universodas explosões mais brilhantes desde 2004, está afundando – e rapidamente. Em vez de continuar as suas observações científicas até à década de 2030, como já foi estimado, parece agora destinado a regressar à Terra ainda este ano, condenado à incineração na atmosfera.
“Para ser totalmente honesto, a ideia de aumentá-la já nos ocorreu, mas parecia suficientemente rebuscada que não achei que houvesse qualquer probabilidade razoável de que a NASA concordasse com isso”, disse Brad Cenko, principal investigador da missão, ao Mashable.
Mas a NASA realmente irá em frente, a todo vapor. Cerca de nove meses atrás, a agência contratou uma empreiteira, a Katalyst Space Technologies, com sede no Arizona, para organizar rapidamente uma missão de resgate. A espaçonave da empresa, chamada LINKvoará, envolverá o telescópio com os braços e o rebocará cerca de 240 quilômetros para uma órbita mais segura. Espera-se que essa missão robótica – planejada em um cronograma impróprio para os padrões da NASA – seja lançada em um foguete Pegasus que será lançado de uma aeronave Northrop Grumman sobre o Pacífico Sul e depois será incendiado. Se as condições climáticas e ambientais forem boas, o lançamento será no dia 27 de junho.
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A NASA atendeu o Telescópio Espacial Hubble antes com astronautas, mas a missão de impulso do Swift é totalmente diferente. Pela primeira vez, a NASA tentará salvar uma missão científica que nunca foi planejada para reparos no espaço. Se funcionar, a missão robótica poderá assinalar o fim de uma cultura descartável para as naves espaciais, em favor de uma nova era comprometida com a reparação e a reutilização.
A NASA está pagando um pouco mais de US$ 30 milhões pela captura, impulso e liberação do Swift – uma fração da missão original de US$ 160 milhões lançada em 2004. Essa é uma escolha econômica, disse Cenko, especialmente quando se considera que construir outro telescópio hoje provavelmente custaria na faixa de US$ 250 a US$ 300 milhões devido à inflação.
A Katalyst Space Technologies teve menos de nove meses para planejar a missão de reforço.
Crédito: infográfico NASA / Katalyst Space Technologies
Por que os astrônomos amam o Swift
Os astrónomos dizem que Swift, um dos poucos nomes de missões da NASA que não se esforça para ser um acrónimo, ganhou uma segunda oportunidade. O observatório caça explosões de raios gamabreves flashes de luz de alta energia que podem ofuscar galáxias inteiras por alguns segundos. Nesse piscar de tempo, um único evento pode liberar mais energia do que o nosso Sol emitirá durante toda a sua vida.
Situado a algumas centenas de quilómetros acima da Terra, em órbita baixa, o Swift examina constantemente uma vasta área do céu em busca destas explosões. Quando avista um, a nave espacial gira e aponta os seus instrumentos de raios X e ultravioleta para o brilho esmaecido. Essa capacidade de reagir em um ou dois minutos para “pegar o ato” é a origem do nome.
Em sua primeira década, Swift perseguiu principalmente suas próprias descobertas. Mais recentemente, a equipe descobriu como alimentá-lo com alertas de outros observatórios, incluindo grandes pesquisas do céu escaneadas a partir do solo. Isso transformou Swift em uma espécie de socorrista para fogos de artifício cósmicos, voltando-se para tudo o que o resto da astronomia sinaliza como urgente.
Apesar do seu valor para os astrónomos, a força motriz por detrás da missão de reforço não é inteiramente a preservação da capacidade científica.
Velocidade da luz mashável
“Se essa fosse a única história, não tenho 100 por cento de certeza de que estaríamos aqui”, disse Cenko. “A atual administração está fortemente motivada para desenvolver o setor espacial comercial dos EUA e para garantir que mantemos o domínio nesse setor espacial em comparação com outros países.”
A espaçonave robótica autônoma LINK, construída pela Katalyst Space Technologies, tentará se encontrar com o observatório Swift.
Crédito: NASA/Sophia Roberts
Por que Swift precisa ser resgatado
O problema não são as câmeras ou detectores do Swift. Eles estão em ótimo estado de funcionamento, embora tenham sido planejados para funcionar apenas por dois anos. É o arrasto invisível da atmosfera superior da Terra que criou o tique-taque do relógio para a missão.
Quando a NASA lançou o Swift em 2004, ele voou cerca de 370 milhas acima do planeta. Mesmo aí, uma camada muito fina de ar funciona como um freio. Com o tempo, esse arrasto rouba velocidade e permite que a gravidade puxe a espaçonave para baixo. Hoje, Swift tem uma altitude de aproximadamente 230 milhas.
Para ganhar tempo extra, a equipe mudou a forma como o Swift voou em fevereiro, ajustando-o para reduzir o arrasto. Depois, em Abril, desligaram o detector de grande angular que detecta primeiro as explosões de raios gama. Embora essas etapas devam retardar sua queda, elas também suspenderam essencialmente o trabalho do telescópio.
Os investigadores já registaram dezenas de oportunidades perdidas, incluindo estrelas em explosão, buracos negros destruindo estrelas próximas, explosões de buracos negros na Via Láctea e cometas que mudam à medida que se movem através do sistema solar interior.
“Todo mundo quer poder salvar este telescópio”, disse Kieran Wilson, principal investigador do Katalyst para a espaçonave LINK, ao Mashable. “Não é algo em que as pessoas pensam: ‘Oh, bem, talvez possamos atrasar o lançamento em alguns meses’. Simplesmente não aparece. Todos entendem as restrições, entendem a física do problema e estão muito, muito motivados.”
Como o LINK impulsionará a órbita do Swift
Nada na missão de reforço é “normal”. Primeiro, a nave espacial de resgate, LINK, cairá de um avião e acenderá os seus motores no ar sobre o oceano perto das Ilhas Marshall. Esse perfil de lançamento incomum deve facilitar o alcance do caminho do Swift próximo ao equador da Terra.
Uma vez em órbita, LINK, abreviação de Navegação e cinemática leves no espaçolevará algum tempo para se aproximar. A espaçonave passará dias ou semanas ajustando suavemente sua trajetória até voar perto de Swift quase na mesma velocidade. Então, ele começará a tirar fotos detalhadas da espaçonave afundando.
A aparência de Swift hoje é uma das maiores incógnitas para a operação de resgate. Seu isolamento provavelmente se degradou bastante nas últimas duas décadas no espaço. A equipe de vôo do Katalyst não pode prever sua condição, nem sabe se existem pontos resistentes no corpo da espaçonave para obter uma boa aderência.
Quando o LINK se mover para a captura, as pessoas no solo não o guiarão como um drone. Ambas as espaçonaves voarão ao redor da Terra a cerca de 27.000 km/h. Isso significa que os sinais de rádio não seriam rápidos o suficiente para o trabalho. Em vez disso, o LINK terá que se comportar um pouco como um carro autônomo. Ele irá capturar imagens rápidas, comparar o que vê com seu modelo interno do Swift e disparar pequenos propulsores para corrigir sua trajetória centímetros de cada vez.
Nos últimos momentos, três braços metálicos com pinças se desdobrarão do LINK. Swift então entregará o controle de sua orientação ao robô do Katalyst. A subida para uma órbita mais alta pode levar de um mês a vários meses, dependendo da altitude do Swift quando o LINK o agarra, do comportamento do Sol e de quão bem os motores funcionam.
Esta aeronave da Northrop Grumman carrega um foguete Pegasus, visto abaixo do avião, que cairá sobre o oceano, acenderá seus motores no ar e será lançado ao espaço.
Crédito: Northrop Grumman
Robôs como mecânica espacial
Se o Katalyst tiver sucesso, mostrará que um robô relativamente pequeno pode prolongar a vida útil de um telescópio muito mais caro, mesmo um que os engenheiros nunca projetaram para manutenção. As futuras missões da NASA podem incluir alças, anéis de fixação padrão e peças substituíveis, projetadas com a ideia de que um mecânico espacial poderia aparecer algum dia. Isso poderia significar uma nova era na economia espacial, disse Wilson.
“Este é absolutamente um modelo que queremos usar daqui para frente, onde as espaçonaves não são mais um recurso estático em órbita – elas não estão mais presas apenas com aquilo com que foram lançadas”, disse Wilson. “Você pode reposicionar espaçonaves quando elas ficarem sem propelente, aumentar sua órbita quando estiverem em perigo de reentrada, e isso é algo que vemos como fundamental para a forma como o espaço evoluirá nas próximas décadas”.
Para a equipe do Swift, a missão é mais do que um experimento ou uma demonstração. Eles se consideram Swifties e aderiram ao fandom de Taylor Swift, trocando pulseiras de amizade em reuniões e pegando emprestada a linguagem dos álbuns da estrela pop.
Eles esperam que não seja o fim de uns bons 20 anos, cheios de sucessos astronômicos.
“Dizemos que estamos entrando na ‘era do impulso'”, disse Cenko.
