Em resumo
Uma missão japonesa vai investigar as duas pequenas luas de Marte para descobrir como elas se formaram. A nave vai estudar Fobos, enviar um pequeno veículo até sua superfície e trazer uma amostra de volta à Terra em 2031. As descobertas podem ajudar a esclarecer se as luas eram asteroides capturados por Marte ou se nasceram de um grande impacto.
Dois mundos pequenos, grandes perguntas
Uma missão japonesa está a caminho das duas pequenas luas de Marte, Fobos e Deimos, para investigar como se formaram e de que são feitas. A nave vai examinar Fobos e enviar um pequeno veículo para percorrer sua superfície. Depois, recolherá uma amostra que deverá chegar à Terra em 2031. A missão pode ajudar a esclarecer se as luas são asteroides capturados pela gravidade de Marte ou restos de um acontecimento cósmico violento.
Lançada em 19 de outubro, a missão japonesa Martian Moons eXploration, conhecida pela sigla MMX, tem um plano pouco habitual: aproximar-se de Fobos, pousar um veículo na superfície, recolher uma pequena quantidade de solo e transportá-la até a Terra. A importância da viagem vai além de visitar dois mundos que nunca receberam um veículo explorador. A questão central é mais profunda do que mapear as luas: como se formaram e por que percorrem órbitas tão diferentes em torno de Marte, apesar de serem tão pequenas?
Dois mundos pequenos, grandes perguntas
Marte tem duas luas de formato irregular, descobertas em 1877. Apesar de sondas espaciais terem passado perto delas e fotografado suas superfícies ao longo de décadas, sua origem continua envolta em mistério. Fobos, a maior, é um corpo irregular, formado por material aglomerado, com cerca de 26 quilômetros de comprimento. Deimos mede aproximadamente 16 quilômetros. Embora sejam pequenas quando comparadas aos planetas, as duas luas são fundamentais para compreender a história de Marte e dos corpos que o rodeiam.
A missão é conduzida pela agência espacial japonesa JAXA e é conhecida pela sigla MMX. A viagem até Marte deverá durar cerca de um ano. Depois de chegar, a nave entrará numa órbita que permitirá aproximar-se de Fobos e observá-lo. Vai medir o relevo da superfície e produzir mapas para encontrar locais adequados para o pouso. De tempos em tempos, também observará Deimos, mas de mais longe.
Encontrar um lugar seguro não é um detalhe secundário. A superfície de Fobos está longe de ser plana e sua gravidade é muito fraca, o que exige um planejamento cuidadoso tanto para o pouso como para o contato com o solo. Depois que os engenheiros na Terra escolherem o local mais adequado, a nave lançará um pequeno veículo para explorar a superfície. Em seguida, a própria nave principal pousará para recolher uma amostra do material superficial. O plano é levar essa amostra à Terra em 2031, onde poderá ser estudada com instrumentos avançados que não seria possível enviar todos juntos ao espaço.
Um pequeno veículo num lugar desconhecido
A missão leva um veículo explorador chamado IDEFIX, nome inspirado no cãozinho que aparece nas histórias em quadrinhos francesas de Asterix. O veículo foi desenvolvido em colaboração entre o Centre National d’Études Spatiales (CNES), da França, e o Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), da Alemanha. Sua massa na Terra é de cerca de 24 quilos — aproximadamente a de uma caixa grande de sapatos —, mas, com os painéis solares abertos, ele se estende por pouco mais de um metro.
Se o pouso der certo, IDEFIX será o primeiro veículo com rodas a visitar um corpo celeste tão pequeno. A operação começa quando a nave reduz a velocidade e se mantém entre 40 e 100 metros acima de Fobos. Então, libera o veículo, que desce sob a ação da gravidade fraca da lua: apenas cerca de um milésimo da gravidade terrestre. Mesmo partindo dessa altura baixa, a descida pode levar vários minutos.
Espera-se que o veículo toque a superfície devagar, a menos de um metro por segundo — aproximadamente à velocidade de uma pessoa caminhando. Mas a lentidão não garante que tudo corra bem: não é possível controlar completamente a posição em que ele vai parar depois de pousar. Por isso, o sistema de locomoção foi projetado para colocá-lo de pé independentemente da maneira como cair. Assim, ele poderá apoiar as rodas no solo e começar a se deslocar.
A gravidade de Fobos mostra como será estranho o ambiente de trabalho do veículo. Lá, ele pesará apenas cerca de 15 gramas, ou quase meia onça — enquanto um pardal na Terra pesa aproximadamente o dobro. A tarefa não será apenas tirar fotos bonitas: IDEFIX medirá a temperatura da superfície, examinará os minerais e fotografará as marcas deixadas pelas rodas. Essas marcas podem revelar o quanto os grãos do solo se mantêm unidos e qual é o seu tamanho, informações úteis para entender o material que cobre a lua.
Um solo pulverizado que guarda sinais de impactos
O material que a nave pretende recolher é o regolito: uma camada solta de rochas e grãos fragmentados por impactos de meteoritos e por mudanças de temperatura. À primeira vista, essa camada pode parecer apenas poeira, mas guarda sinais das interações que Fobos sofreu. Conhecer o tamanho e a coesão dos grãos e, depois, analisar uma amostra na Terra podem ajudar a descobrir como a superfície mudou e se a lua é um corpo rochoso sólido ou um amontoado de fragmentos.
Fobos é menos denso do que seria de esperar de uma rocha sólida. Por isso, é provável que seja formado, ao menos em parte, por uma pilha de detritos: muitos pedaços próximos uns dos outros, mantidos juntos pela atração gravitacional mútua. Muitos asteroides pequenos têm uma estrutura semelhante, mas os detalhes de sua formação continuam sendo estudados. Uma possibilidade é que um impacto violento tenha despedaçado um corpo rochoso sem espalhar completamente seus fragmentos. Depois, a gravidade teria reunido os pedaços de novo.
Se Fobos se formou dessa maneira, as medições de suas características e de sua estrutura permitirão testar hipóteses sobre a evolução dos corpos pequenos após colisões. A nave não vai investigar apenas o material que existe na superfície: os dados também ajudarão os cientistas a avaliar se a lua passou por uma fase de fragmentação parcial e de nova aglomeração, e como esse processo influenciou seu formato e sua densidade.
Marte capturou dois asteroides?
Marte fica perto da borda interna do cinturão principal de asteroides. Por isso, uma das hipóteses é que Fobos e Deimos fossem asteroides que se aproximaram do planeta e acabaram presos pela gravidade. A semelhança entre a composição das luas e a de tipos comuns de asteroides dá apoio a essa ideia. Mas a semelhança dos materiais não resolve o problema central: não é fácil transformar um corpo que passa por perto num satélite que permanece em órbita ao redor de um planeta.
Para Marte conseguir manter um asteroide por perto, o corpo teria de perder boa parte da velocidade. Um cenário possível é que o asteroide tenha passado por uma trajetória muito precisa através das camadas superiores da atmosfera marciana, desacelerando o suficiente sem cair no planeta nem seguir viagem para longe. Esse alinhamento exato não é impossível, mas torna difícil explicar a captura direta.
A captura poderia ser mais fácil se o corpo que chegasse fosse um par de asteroides orbitando um em torno do outro. Nesse caso, Marte poderia prender um deles, enquanto o companheiro se afastaria levando parte da energia excedente. Mas o fato de haver duas luas não significa necessariamente que tenham sido capturadas juntas: as órbitas de Fobos e Deimos são claramente diferentes. Fobos orbita a cerca de 6.000 quilômetros acima da superfície marciana, enquanto Deimos fica a pouco mais de 20.000 quilômetros do planeta. Portanto, se essa hipótese estiver correta, talvez sejam necessários dois episódios de captura separados.
Há também uma dificuldade relacionada ao formato das órbitas. As duas luas percorrem trajetórias quase circulares acima do equador de Marte, mas seria esperado que um asteroide recém-capturado tivesse uma órbita mais alongada e inclinada. Em teoria, o atrito com a atmosfera e as forças de maré exercidas por Marte poderiam tornar a órbita mais circular ao longo do tempo. No entanto, esse processo é muito lento e pode levar bilhões de anos. Continua em aberto, portanto, se Deimos teve tempo suficiente para chegar à órbita atual dessa maneira.
Marcas de um impacto antigo — ou uma lua que se despedaçou
Outra possibilidade liga as duas luas a um acontecimento ocorrido no próprio Marte. O impacto de um grande asteroide poderia ter lançado rochas ao espaço, onde elas se reuniriam e formariam luas. Há um exemplo próximo da Terra: acredita-se que a Lua tenha surgido depois que um corpo do tamanho de Marte colidiu com a Terra jovem. A colisão lançou enormes quantidades de rocha, que acabaram se juntando numa órbita ao redor do nosso planeta.
Há indícios de que a composição das luas marcianas tenha algumas semelhanças com a do planeta vermelho, o que dá força à hipótese de uma origem comum. Mas, se as duas nasceram do mesmo impacto, por que hoje percorrem órbitas tão diferentes? Talvez vários corpos tenham se formado ao redor de Marte naquele acontecimento, e apenas Fobos e Deimos tenham sobrevivido. Também pode haver outras explicações ainda desconhecidas, sobretudo porque as imagens da superfície, por si só, nem sempre revelam a história da formação.
Uma hipótese mais recente propõe outro caminho: talvez uma única lua tenha se formado primeiro, ao mesmo tempo que Marte ou depois de um impacto. Mais tarde, essa lua teria sido atingida e se fragmentado. Nesse cenário, os dois satélites atuais seriam os pedaços que sobreviveram. A ideia poderia ajudar a explicar por que eles estão em órbitas circulares acima do equador e por que cada um fica a uma distância diferente de Marte. Mas, como ainda é apenas uma hipótese, as amostras e as medições diretas serão essenciais para testá-la.
Uma missão que retoma tentativas anteriores
Esta não é a primeira tentativa de chegar a Fobos. As missões soviéticas Phobos 1 e Phobos 2 fracassaram, e a missão russa e chinesa Phobos-Grunt também não conseguiu alcançar seu destino. Outras missões com destino a Marte igualmente falharam. Isso inspirou, no setor espacial, uma piada sobre um monstro imaginário que devora as naves antes de elas chegarem. A brincadeira, porém, não muda o fato de que enviar uma nave a Marte ou a uma de suas luas exige uma longa sequência de operações precisas.
As características do destino tornam o desafio ainda maior: Fobos é pequeno e tem gravidade muito fraca. Aproximar-se da superfície, pousar, recolher uma amostra e depois decolar são etapas interligadas. O sucesso de cada uma depende da anterior, desde a escolha do local de pouso até a confirmação de que o veículo pousou numa posição que permita que ele funcione. Por isso, a MMX combina observações em órbita, exploração da superfície com um veículo e o retorno de material à Terra, em vez de se limitar a uma passagem rápida ou a fotografias feitas de longe.
Conclusão
A missão MMX pretende transformar Fobos e Deimos, hoje dois pontos misteriosos perto de Marte, em mundos cuja história possa ser investigada com base em evidências concretas. A nave vai se aproximar de Fobos, mapear sua superfície e liberar o veículo explorador IDEFIX, de 24 quilos. Depois, recolherá uma amostra que deverá chegar à Terra em 2031 e também observará Deimos durante a viagem. As medições são importantes porque há várias explicações possíveis para a origem das luas: elas podem ser asteroides capturados, ter se formado com material lançado ao espaço por um impacto em Marte ou ser os restos de uma lua mais antiga que se despedaçou. Uma amostra pequena talvez não responda a todas as perguntas, mas dará aos cientistas material direto para comparar e analisar, ajudando a compreender melhor a história das duas luas e de outros pequenos corpos rochosos.