Por que a missão Psyche da NASA tem como alvo um asteróide rico em metais

A NASA está se dirigindo para um mundo diferente de qualquer outro já explorado pela humanidade – um grande asteróide que se acredita ser feito quase inteiramente de metal.

Serão necessários seis anos, após o lançamento bem-sucedido de hoje, para que uma nave espacial alcance um asteróide chamado Psyche, que poderá abrir novas janelas para tudo, desde a formação de planetas como a Terra até à perspectiva de mineração no espaço.

A missão Psyche será pioneira no uso de sinais laser para enviar informações de volta à Terra. Os propulsores da nave também são inovadores, utilizando um campo elétrico movido a energia solar para amplificar a força do propelente.

Mas o mais convincente é o próprio alvo. Uma possibilidade tentadora é que o asteroide ofereça a oportunidade de vislumbrar diretamente o remanescente do núcleo de um pequeno planeta que nunca se formou totalmente. Os cientistas da missão não saberão quais segredos Psyche guarda até que levem a nave até lá e coletem dados.

“A humanidade sempre foi aquela espécie que se perguntava o que havia além da próxima colina”, diz Alan Fitzsimmons, astrônomo da Queen’s University Belfast, “e este é apenas um exemplo de onde as colinas estão um pouco mais distantes do que o normal”.

É um mundo diferente de qualquer outro já explorado pela humanidade. Nenhuma nave espacial, nenhuma sonda de qualquer tipo, se aventurou perto de algo assim – um grande asteróide que se acredita ser feito quase inteiramente de metal.

Agora a NASA está a caminho disso.

Após um lançamento bem-sucedido hoje, uma sonda espacial iniciará uma viagem de seis anos até um asteróide chamado Psyche, que poderá abrir novas janelas para tudo, desde a formação de planetas como a Terra até a perspectiva de mineração no espaço.

Numa altura em que os asteróides são um foco crescente para a exploração espacial, a missão Psyche é notável em vários aspectos. Será pioneiro no uso de sinais de laser para enviar informações de volta à Terra. Os propulsores da nave também são inovadores, utilizando um campo elétrico movido a energia solar para amplificar a força do propelente.

Mas o mais convincente é o próprio alvo. Residindo no cinturão de asteróides entre as órbitas de Marte e Júpiter, Psyche tem uma área de superfície de 64.000 milhas quadradas aproximadamente do tamanho da Flórida, o estado de onde ocorreu o lançamento. Uma possibilidade tentadora é que o asteroide ofereça uma oportunidade sem precedentes de vislumbrar diretamente o remanescente de um pequeno núcleo planetário – neste caso, um que não se formou completamente. Mas, em última análise, a missão actual, dizem os cientistas, deve desvendar os segredos de Psyche.

“O que mais nos entusiasma nisto é que não sabemos realmente o que é Psyche”, diz Ben Weiss do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, investigador principal adjunto e líder da investigação de magnetometria na missão Psyche. “Na nossa visão padrão, aquela que pensamos ser a mais provável, já é muito estranha em comparação com qualquer coisa para onde enviamos uma nave espacial – e se não for essa coisa, então é ainda mais estranho do que imaginávamos.”

É um núcleo planetário?

Psique é a maior de uma raça rara de asteróides – aqueles que são ricos em metais, conhecidos como tipos M. Este pode conter muito ferro e níquel.

O único outro lugar que conhecemos no nosso sistema solar onde se pensa que estes metais podem ser encontrados em tal densidade e em tais quantidades é no núcleo de planetas rochosos – Terra, Marte, Mercúrio e Vénus. Acredita-se que o núcleo da Terra, por exemplo, seja composto por ferro e níquel sólidos, constituindo 20% do raio do planeta.

Conseqüentemente, uma hipótese é que Psique é, de fato, o núcleo exposto de um planeta primitivo, um planeta bebê ou um protoplaneta. No nascimento do sistema solar, as camadas externas teriam sido arrancadas através de colisões, deixando o asteróide de hoje. Estimativas da densidade de Psyche – ela é muito mais leve do que seria uma bola pura de ferro-níquel – levantaram dúvidas sobre esta teoria. Mas os cientistas veem várias maneiras pelas quais o aprendizado da missão sobre a composição de Psyche poderia lançar luz sobre os estágios formativos do nosso sistema solar.

“Sabe, é quase como uma impressão digital dos processos que aconteciam naquela época”, diz Alan Fitzsimmons, professor de astronomia na Queen’s University Belfast. “Isso nos dará uma melhor compreensão da história geral do sistema solar e do que aconteceu ao longo de 4 bilhões de anos.”

Observar até mesmo os restos do núcleo de um planeta bebê seria inovador. As limitações da tecnologia actual significam que a análise directa do núcleo do nosso próprio planeta, que fica a menos de 3.200 quilómetros abaixo de nós, é impossível. No entanto, enviar uma nave espacial numa viagem de cerca de 3,5 mil milhões de quilómetros até este posto avançado metálico no espaço é perfeitamente viável.

A partir de 2029, a sonda passará cerca de dois anos em órbita e recolhendo dados sobre Psyche – a sua composição, variações na sua gravidade e muito mais. Se os esforços do Dr. Weiss detectarem relíquias de um campo magnético, isso poderia ser um marcador de um antigo núcleo planetário.

Se Psique for realmente um mundo em grande parte metálico, sua aparência será reveladora. Como são as suas crateras – as cicatrizes de colisões infligidas ao longo de milhares de milhões de anos? Haverá evidências de processos tectônicos e vulcânicos passados ​​em tal mundo?

Para ajudar nisso, a espaçonave Psyche será equipada com três instrumentos principais: um magnetômetro para estudar quaisquer campos magnéticos, um gerador de imagens para tirar fotos e um espectrômetro de raios gama e nêutrons para medir a composição elementar do asteróide.

Usando luz em vez de sinais de rádio

Mas há outra tecnologia que está pegando carona na espaçonave Psyche, que não tem nada a ver com a missão principal de analisar o asteroide. É um dispositivo de comunicação de última geração, que utiliza lasers em vez das tradicionais ondas de rádio, e esta será a primeira vez que será testado no espaço profundo.

O DSOC, como é chamado – Deep Space Optical Communications – permitirá transmissões de 10 a 100 vezes a largura de banda dos atuais sistemas de rádio. Seus criadores estão de olho em missões futuras, principalmente aquelas que buscam transportar astronautas a lugares onde os humanos ainda não pisaram.

“Se construímos uma nave espacial que vai para Marte, precisamos de a basear numa tecnologia muito fiável”, diz Clemens Heese, chefe da Secção de Tecnologias Ópticas da Agência Espacial Europeia. “Você provavelmente não correrá riscos [on] coisas que não foram validadas, então você recorre a soluções que já foram utilizadas antes.”

Grandes dias para a pesquisa de asteróides

O lançamento do Psyche é apenas parte de um crescimento mais amplo da exploração de asteróides, incluindo a missão OSIRIS-REx da NASA, que recentemente devolveu à Terra uma amostra do asteróide Bennu. A amostra foi deixada por uma espaçonave enquanto passava pela Terra a caminho de seu segundo objetivo, outro asteróide chamado Apophis.

No início desta semana, o administrador da NASA, Bill Nelson, disse que as rochas e a poeira da amostra contêm água e uma alta porcentagem de carbono. Isto está de acordo com as teorias dos cientistas de que os asteróides podem ter trazido os blocos de construção da vida para a Terra.

No ano passado, a NASA também enviou uma nave espacial em direcção ao asteróide Dimorphos, marcando a primeira vez que a humanidade alterou intencionalmente o movimento de um corpo celeste. Essa missão DART (Teste de Redirecionamento de Asteroide Duplo) reflete a busca por maneiras de desviar quaisquer asteroides que possam ameaçar colisões catastróficas com nosso próprio planeta.

“Se temos missões à Lua e a Júpiter, por que ainda existem algumas missões que têm interesse em estudar asteroides?” pergunta Queenie Chan, cientista planetária da Royal Holloway, Universidade de Londres, cuja pesquisa se concentra em meteoritos e asteróides. “Isso porque pensamos que os asteróides são os blocos de construção dos planetas. … Então, através do estudo dos asteróides, ajuda-nos a compreender todas estas profundezas da formação planetária, respondendo de onde viemos, a origem do nosso sistema solar, a origem dos nossos planetas.”

Mineração no espaço?

Outro fator impulsionador é algo que está muito mais profundo no futuro: a perspectiva de mineração de asteróides. Embora alguns argumentem que os custos serão sempre proibitivos, as riquezas oferecidas (Psique, por exemplo, foi estimada em cerca de 10 quintilhões de dólares) são difíceis de ignorar.

Na verdade, a maioria dos analistas concorda que, em algum momento, a nossa progressão tecnológica, juntamente com a industrialização do espaço, tornará a mineração de asteróides um esforço viável – não apenas para que os metais sejam transportados de volta à Terra, mas também para recursos que facilitam a exploração espacial (coisas como oxigênio e gelo).

Por trás de tudo isso, existe outra força motriz: a simples curiosidade.

“A humanidade sempre foi aquela espécie que se perguntava o que havia além da próxima colina, e este é apenas um exemplo de onde as colinas estão um pouco mais distantes do que o normal”, diz o professor Fitzsimmons, da Queen’s University. “Queremos saber onde vivemos e como chegou ao estado em que se encontra, para que a exploração seja algo que realmente impulsione todos os cientistas e engenheiros nestas missões, creio.”