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Dawn (sonda espacial)

(Redirecionado de Missão Dawn)

A missão Dawn, consistia numa sonda espacial norte-americana, que foi lançada pela NASA em 27 de setembro de 2007[1] e que foi gerenciada pelo Laboratório de jato-propulsão – JPL, do estado da Califórnia, Estados Unidos.[2] Essa sonda espacial teve a finalidade de estudar o asteroide Vesta e o planeta anão Ceres.[3] Esses dois corpos celestes pertencem ao Cinturão de Asteroides situados entre Marte e Júpiter.[4]

Dawn

Concepção artística da sonda
Descrição
Tipo Orbitador
Operador(es) Estados UnidosNASA
Identificação NSSDC 2007-043A
Duração da missão 11 anos, 1 mês e 5 dias
Propriedades
Massa 1,250 kg
Missão
Contratante(s) JPL/UCLA
Data de lançamento 27 de Setembro de 2007 às 11:34 UTC
Veículo de lançamento Delta 7925H
Local de lançamento Estados UnidosCabo Canaveral, Flórida, Estados Unidos
Destino Ceres, Vesta
Fim da missão 1 de novembro de 2018
Portal Astronomia

Eles são os maiores asteroides do nosso Sistema Solar e são por vezes denominados de protoplanetas (planetas embriões) e pensa-se que permaneceram intactos desde a sua formação. A missão Dawn está incluída no programa da NASA denominado de Programa Discovery.[5]

A missão Dawn

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Trajetória da sonda Dawn

O objetivo primário desta missão científica era o de entender o nosso Sistema Solar através destes dois protoplanetas. Observações conduzidas a partir da Terra indicam que eles têm uma composição bastante diferente um do outro e que permaneceram intactos desde a sua formação, isso há cerca de 4600 milhões de anos.[6]

Inicialmente a nave espacial Dawn deveria interceptar e orbitar próximo ao protoplaneta Vesta por oito meses e conduzir observações remotas utilizando um conjunto de instrumentos científicos a bordo da sonda. Depois esta sonda deverá partir e se dirigir rumo a Ceres para fazer os mesmos tipos de observações.[7]

A sonda Dawn foi a primeira nave espacial com finalidade puramente científica, a ser impulsionada por um propulsor de íons, considerado o mais avançado e eficiente sistema de propulsão no espaço.

Este motor forneceu propulsão adicional a sonda para atingir a Vesta após a sua separação do seu foguete lançador o foguete Delta 7925H. O propulsor de íons deverá ser utilizado para as operações de aproximação junto aos protoplanetas, também para elevar e para diminuir a altitude de órbita da sonda.[8]

Em 30 de junho de 2015, Dawn experimentou uma falha de software quando ocorreu uma anomalia em seu sistema de orientação. Ela respondeu, entrando em safe mode e enviando um sinal para engenheiros, que arrumaram o erro em 2 de julho de 2015. Os engenheiros determinaram a causa da anomalia estava relacionada com o sistema mecânico cardan associada a um dos motores iônicos de Dawn. Depois de mudar para um motor de iões separado e a realização de testes, os engenheiros certificaram a capacidade de continuar a missão. A partir de 17 de julho de 2015, a Dawn estava manobrando para sua terceira fase de ciência órbita.[9]

Em junho de 2018, atingiu sua menor órbita, percorrendo a superfície a apenas 35 quilômetros de distância.[10]

Os protoplanetas

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O que a missão Dawn procura saber é como o tamanho e a quantidade de água determinou a evolução dos planetas. Ceres e Vesta são os corpos celestes que devem responder a esta questão, pois são os mais massivos dos protoplanetas do Cinturão de Asteroides, que não puderam vingar devido à sua formação nas proximidades do gigante Júpiter, que suga toda matéria próxima de sua órbita não permitindo a criação de corpos celestes maiores.[11] Ceres aparenta ter bastante água congelada e enquanto que Vesta é um protoplaneta seco. Ceres pode ter atividade hidrológica e processos de crescimento e de recuo de suas capas polares constituídas de gelo. No entanto, Vesta pode ter rochas altamente magnéticas como as rochas de Marte. Ceres aparenta ter uma permanente e tênue atmosfera que a distinguiria dos outros demais protoplanetas e é mesmo de longe o asteroide mais massivo do cinturão.[12]

As três principais metas científicas a serem seguidas nesta missão são:

  • Primeiro: procurar entender como foi o início da formação do Sistema Solar, procurando entender como estes objetos foram formados;
  • Segundo: a sonda Dawn procurará entender a natureza da formação de seus corpos para entender como a Terra foi formada;
  • Terceiro: Procurar saber por que dois pequenos planetas seguiram caminhos evolucionários tão diferentes e entender o que controlou esta evolução.
Os dados obtidos dos dois protoplanetas com o auxílio dos dados coletados de Mercúrio, Terra e Marte serão utilizados para entender a formação do Sistema Solar.
 
Imagem de Vesta tirada pela Dawn em 9 de julho de 2011.
  • Vesta é um asteroide brilhante que recebeu o nome de uma antiga deusa romana dos lares e é o único asteroide que pode ser visto a olho nu. Foi encontrada por Heinrich Olbers, em 29 de Março de 1807. É o segundo maior protoplaneta conhecido do Sistema Solar e o quarto a ser descoberto. Sua revolução em torno do Sol é de 3,6 anos terrestres e tem um diâmetro médio de 520 km. Sua superfície aparenta ser coberta de rocha basáltica.
 
Imagem de Ceres tirada pela Dawn em 19 de fevereiro de 2015.
  • Ceres é um asteroide maior que Vesta e foi o primeiro protoplaneta a ser descoberto. Seu nome vem da deusa romana que representa a mãe da terra. Foi descoberta por Giuseppe Piazzi do Observatório de Palermo, em 1 de Janeiro de 1801. Ceres completa a sua revolução em torno do Sol em 4,6 anos terrestres e tem um diâmetro estimado de 960 km, porém as observações a este corpo celeste foram curtas devido a enfermidade de Giuseppe Piazzi.
Carl Friedrich Gauss, que tinha a idade de 24 anos, resolveu uma sistema de 17 equações lineares e conseguiu determinar a órbita de Ceres e isso permitiu a sua redescoberta, que foi um fato notável para aquela época. Apos um ano de observações, ambos Heinrich Olbers e Franz von Zach foram capazes de localizar Ceres.

Sumário da missão

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  • Gerente da missão: Jet Propulsion Laboratory.
  • Missão: Programa Discovery da NASA.
  • Performance: Orbitar e atingir a dois asteroides – Com uma altitude de no máximo de 4 500 km e no mínimo de 25 km dos asteroides.
  • Propulsão: Motor iônico alimentado por energia solar.
  • Geração de energia: 10 kW na Terra e 1,4 kW em Ceres.
  • Massa: 1 237 kg no lançamento.
  • Duração da missão: 10 anos.
  • Etapa atual: Em órbita de Ceres.
  • Data de lançamento: 27 de Setembro de 2007.
  • Foguete utilizado: Delta II modelo 2925H.

Vesta

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Dawn aproximou-se de Vesta, o instrumento "Framing Camera" (Câmera de enquadramento) tirou imagens de alta resolução progressivamente, que foram publicadas on-line e nas conferências da NASA[13] e MPI.[14] Em 3 de maio de 2011, a Dawn adquiriu sua primeira imagem dos alvos, a 1,2 milhão de km de Vesta, e iniciou sua abordagem ao asteroide.[15]

  •  
    14 de junho de 2011
    265,000 km (164,663 mi)
  •  
    24 de junho de 2011
    152,000 km (94,448 mi)
  •  
    1 de julho de 2011
    100,000 km (62,137 mi)
  •  
    9 de julho de 2011
    41,000 km (25,476 mi)

Em 12 de junho, a velocidade da Dawn em relação ao Vesta foi reduzida em preparação para a inserção orbital, 34 dias depois.[16] Dawn foi programada para ser inserida, com seus motores de íons, em órbita às 05h00 UTC em 16 de julho. Porque sua antena foi apontada para longe da Terra durante o empuxo, os cientistas não puderam confirmar imediatamente se Dawn fez ou não sucesso a manobra. A espaçonave, então, se reorientaria e deveria fazer check-in às 06h30 UTC de 17 de julho de 2011.[17] A NASA confirmou mais tarde que recebeu telemetria da Dawn indicando que a espaçonave entrou com sucesso em órbita ao redor de Vesta.[18]

Em órbita

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Depois de ser capturada pela gravidade de Vesta e entrar em sua órbita em 16 de julho de 2011.[19] Dawn moveu-se para uma órbita mais baixa, mais próxima, usando seu motor de xenônio usando energia solar. Em 2 de agosto, ele fez uma pausa em sua abordagem em espiral para entrar em uma órbita de pesquisa de 69 horas a uma altitude de 2 750 km. Ele assumiu uma órbita de mapeamento de 12,3 horas em alta altitude a 680 km em 27 de setembro e finalmente entrou em órbita de mapeamento de baixa altitude de 4,3 horas a 210 km em 8 de dezembro.[20][21][22]

  •  
    17 de julho de 2011
    16,000 km (9,942 mi)
  •  
    18 de julho de 2011
    10,500 km (6,524 mi)
  •  
    23 de julho de 2011
    5,200 km (3,231 mi)
  •  
    24 de julho de 2011
    5,200 km (3,231 mi)

Resultados

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Em maio de 2012, a NASA divulgou os resultados preliminares do estudo de Dawn sobre o Vesta, incluindo estimativas do tamanho do núcleo rico em metais de Vesta, teorizado como tendo 220 km de diâmetro.[19] Além disso, os cientistas da NASA afirmaram que pensam que Vesta é o "último de seu tipo" - o único exemplo remanescente dos planetoides que se juntaram para formar os planetas rochosos durante a formação do Sistema Solar.[23][24]

Instrumentos científicos da sonda

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No momento os instrumentos estão sendo fabricados e testados em diversos países e posteriormente serão integrados na sonda Dawn. Abaixo a relação de alguns dos instrumentos e o local onde está sendo fabricados ou avaliados.

Principais características da nave espacial

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Diagrama da Sonda Dawn
  • Todos os subsistemas eram redundantes e já foram sido utilizados em sondas já lançadas anteriormente.[25]
  • Sistema de propulsão alimentado por painéis solares que forneceu energia elétrica para o mesmo motor iônico já testado pelo JPL na missão Deep Space 1[26]
  • Equipamento eletrônico de amplificação de 100 watts, para direcionamento, telemetria e sistemas de comando, utilizando uma antena fixa de alto-ganho de 1,5 m, auxiliada por antenas de médio-ganho e por antenas bidirecionais, todos usando os pequenos transponder utilizados na missão Deep Space 1.
  • Painéis solares móveis que forneceram 10 kW de energia.
  • Sistema de voo com controle de altitude usado na missão Orbview e no Topex/Poseidon, missão de levantamento topográfico dos oceanos e de análise do espectro ultravioleta.
  • Sistema de impulso simples que utilizou apenas como propelente a hidrazina, que forneceu uma força de impulso de 0,9 N, sendo o mesmo motor utilizado pela sonda Indostar.
  • Usou o mesmo sistema de comando e de gerenciamento de dados já utilizados na sonda Orbview.
  • Usou o mesmo software de voo, sendo modular e do tipo multitarefa, já utilizado na missão Orbview. Estrutura em alumínio com um novo painel para o Dawn aproveitando o que já foi utilizado na sonda Indostar.
  • O sistema de propulsão empregado na Dawn foi primeiramente utilizado na missão Deep Space 1 e representa o topo de uma série de pesquisas que se iniciaram há cerca de 50 anos, com o desenvolvimento de motores elétricos iniciados por Doutor Wernher von Braun.

Cronograma de voo[27]

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Conclusão da missão

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Um sobrevoo no asteroide 2 Palas depois da missão em Ceres ter sido completada foi sugerida, mas nunca formalmente considerada; orbitar Palas não teria sido possível para Dawn, devido à alta inclinação da órbita de Palas relativa à Ceres.[28]

Em abril de 2016, a equipe do projeto Dawn enviou uma proposta à NASA para estender a missão, o que teria levado a nave sair da órbita de Ceres para realizar um sobrevoo no asteroide 145 Adeona em maio de 2019,[29] argumentando que a ciência que seria ganhara ao visitar um terceiro asteroide poderia superar o retorno de ficar em Ceres.[30] O painel de revisão da NASA's Planetary Mission Senior, entretanto, declinou a proposta em maio de 2016.[31][32] Uma extensão de um ano foi aprovada, mas o painel de revisão ordenou que a Dawn ficasse em Ceres, declarando que as observações de longo prazo do planeta anão, particularmente ao aproximar-se do periélio, potencialmente retornaria uma ciência melhor.[30]

A extensão de um ano acabou no dia 30 de junho de 2017.[33][34] A nave foi colocada numa órbita não controlada, mas relativamente estável, ao redor de Ceres, onde ficou sem hidrazina no dia 1 de novembro de 2018, e onde vai ficar como um "monumento" por pelo menos 20 anos.[35][36][37]

Ceres – algumas das últimas imagens da nave Dawn (1 de novembro de 2018)[35][36][37]
 
 

Após, onze anos, a missão Dawn foi oficialmente encerrada pela agência espacial dos EUA, já que os propulsores da nave "se secaram", fazendo com que a Dawn não consiga mais controlar sua orientação. Ainda, sua antena se afastou da direção que aponta para a Terra, com a comunicação entre a sonda e a NASA morrendo para sempre.[38]

Programa Discovery

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A sonda Dawn seria a nona missão do programa de exploração espacial da NASA denominado de Programa Discovery. Que é um programa científico que estabeleceu metas para o desenvolvimento de missões de baixo custo para a pesquisa espacial.

Referências

  1. ↑ Chaplain, Cristina (novembro de 2009). NASA: Assessments of Selected Large-Scale Projects (em inglês). [S.l.]: DIANE Publishing 
  2. ↑ JPL.NASA.GOV. «JPL | Dawn Mission Timeline» 
  3. ↑ November 2018, Mike Wall 01. «Dawn Is Dead: NASA's Pioneering Asteroid-Belt Mission Runs Out of Fuel» (em inglês) 
  4. ↑ Milward, Janine (25 de junho de 2014). «O Céu : Cinturão de Asteróides, CERES E VESTA e a Sonda Dawn, da Nasa» 
  5. ↑ «RicardoOrlandini.net - Informa e faz pensar - Home» 
  6. ↑ May 2012, Mike Wall 10. «Huge Asteroid Vesta Actually an Ancient Protoplanet» (em inglês) 
  7. ↑ «NASA Jet Propulsion Laboratory Blog | March 2010» 
  8. ↑ «Satélites e Sondas Epaciais: Dawn» 
  9. ↑ «Dawn Maneuvering to Third Science Orbit». NASA. 17 de julho de 2015. Consultado em 8 de agosto de 2015 
  10. ↑ Wehner, Mike (3 de julho de 2018). «NASA's Dawn spacecraft just got closer to dwarf planet Ceres than ever before, and here's what it looks like». BGR (em inglês) 
  11. ↑ «Nasa divulga vídeo do asteroide gigante Vesta». O Globo. 13 de junho de 2011 
  12. ↑ «Nave encontra sinais de água no asteroide Vesta» 
  13. ↑ «Multimedia > Images Galleries > Vesta by Dawn | Dawn Mission». dawn.jpl.nasa.gov. Consultado em 8 de julho de 2018 
  14. ↑ «Dawn». www.mps.mpg.de. Consultado em 8 de julho de 2018 
  15. ↑ «NASA - NASA's Dawn Captures First Image of Nearing Asteroid». www.nasa.gov (em inglês). Consultado em 8 de julho de 2018 
  16. ↑ «NASA - NASA'S Dawn Spacecraft Begins Science Orbits Of Vesta». www.nasa.gov (em inglês). Consultado em 8 de julho de 2018 
  17. ↑ «NASA Spacecraft Now Orbiting Huge Asteroid Vesta ... Hopefully». Space.com 
  18. ↑ «NASA - NASA's Dawn Spacecraft Enters Orbit Around Asteroid Vesta». www.nasa.gov (em inglês). Consultado em 8 de julho de 2018 
  19. ↑ a b Russell, C. T.; Raymond, C. A.; Coradini, A.; McSween, H. Y.; Zuber, M. T.; Nathues, A.; Sanctis, M. C. De; Jaumann, R.; Konopliv, A. S. (11 de maio de 2012). «Dawn at Vesta: Testing the Protoplanetary Paradigm». Science (em inglês). 336 (6082): 684–686. ISSN 0036-8075. PMID 22582253. doi:10.1126/science.1219381 
  20. ↑ Rayman, Marc (2011). «Mission Status Updates». NASA / Jet Propulsion Laboratory 
  21. ↑ Russell, C. T.; Raymond, C. A. (dezembro de 2011). «The Dawn Mission to Vesta and Ceres». Space Science Reviews. 163 (1-4): 3-23. Bibcode:2011SSRv..163....3R. doi:10.1007/s11214-011-9836-2 
  22. ↑ Garner, Charles E.; Rayman, Marc D.; Brophy, John R.; Mikes, Steven C. (2011). The Dawn of Vesta Science (PDF). 32nd International Electric Propulsion Conference. September 11–15, 2011. Wiesbaden, Germany. IEPC-2011-326 
  23. ↑ Amos, Jonathan (11 de maio de 2012). «Vesta is 'last of a kind' rock». BBC News (em inglês) 
  24. ↑ «Incredible video 'fly-over' by Nasa's Dawn probe reveals huge asteroid Vesta is more like a small planet». Mail Online 
  25. ↑ AFP (4 de maio de 2011). «Sonda espacial da Nasa se aproxima de asteroide gigante - Ciência - iG» 
  26. ↑ Nelson, Jon (23 de outubro de 2018). «How We Saved the Deep Space 1 Spacecraft» 
  27. ↑ «NASA's Dawn mission to asteroid belt comes to end» (em inglês) 
  28. ↑ «Dawn Journal December 29». NASA/JPL. 11 de janeiro de 2015. Consultado em 10 de março de 2015 
  29. ↑ Schilling, Govert (20 de abril de 2016). «NASA's Dawn probe may visit third asteroid after Ceres and Vesta». New Scientist. Consultado em 24 de abril de 2016 
  30. ↑ a b Erro de citação: Etiqueta <ref> inválida; não foi fornecido texto para as refs de nome sfnow20160702
  31. ↑ McCuistion, J. Douglas (17 de junho de 2016). «Report for Planetary Mission Senior Review 2016» (PDF). NASA 
  32. ↑ Grush, Loren (1 de julho de 2016). «NASA's Dawn spacecraft won't be leaving dwarf planet Ceres». The Verge. Consultado em 19 de junho de 2017 
  33. ↑ Clark, Stephen (17 de junho de 2017). «Dawn mission managers await NASA decision on spacecraft's future». Spaceflight Now. Consultado em 19 de junho de 2017 
  34. ↑ Rayman, Marc D. (27 de setembro de 2017). «Dawn Journal». NASA / Jet Propulsion Laboratory 
  35. ↑ a b Brown, Dwayne; Wendel, JoAnna; McCartney, Gretchen (6 de setembro de 2018). «The Legacy of NASA's Dawn, Near End of Mission». NASA. Consultado em 2 de novembro de 2018 
  36. ↑ a b Brown, Dwayne; Wendel, JoAnna; McCartney, Gretchen (1 de novembro de 2018). «NASA's Dawn Mission to Asteroid Belt Comes to End». NASA. Consultado em 2 de novembro de 2018 
  37. ↑ a b Chang, Kenneth (1 de novembro de 2018). «NASA's Dawn Mission to the Asteroid Belt Says Good Night - Launched in 2007, the spacecraft discovered bright spots on Ceres and forbidding terrain on Vesta.». The New York Times. Consultado em 2 de novembro de 2018 
  38. ↑ «Dawn Journal: Getting Elliptical» (em inglês) 

Ligações externas

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