Double Asteroid Redirection Test

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Double Asteroid Redirection Test (DART)
Insígnia da missão
Informações da missão
Operadora NASA / APL
Foguete Falcon 9
Espaçonave Impactador DART CubeSat LICIACube
Base de lançamento Base da Força Espacial de Vandenberg
Lançamento 24 de novembro de 2021, 06:21:02 (UTC)[1]
Término 26 de setembro de 2022
Duração 11 meses (total),
1 ano e 9 dias (desde o lançamento)
Ilustração da missão DART antes do impacto
Compacto dos últimos 5 min 30 s da sonda

Double Asteroid Redirection Test (DART) foi uma missão espacial da NASA com o objetivo de testar um método de defesa planetária contra objetos próximos da Terra (NEO). Ela derrubou deliberadamente uma sonda espacial no satélite natural do asteroide binário 65803 Didymos, Dimorphos, para testar como o impulso do impacto de uma nave espacial poderia desviar com sucesso um asteroide em rota de colisão com a Terra. O DART foi um projeto conjunto entre a NASA e o Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (APL), administrado pelo Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA, com vários laboratórios e escritórios da NASA fornecendo suporte técnico. Parceiros internacionais, como as agências espaciais da Europa, Itália e Japão, contribuíram para projetos relacionados ou subsequentes. Em agosto de 2018, a NASA aprovou o projeto para iniciar a fase final de design e montagem. O DART foi lançado em 24 de novembro de 2021, às 06h21min02s UTC, com colisão ocorrida em 26 de setembro de 2022.[2][3]

Antecedentes[editar | editar código-fonte]

Originalmente, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a NASA tinham planos independentes para missões com o objetivo de testar estratégias de prevenção de impacto de asteroides, e em 2015 elas assinaram uma colaboração chamada AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment) envolvendo dois lançamentos separados de espaçonaves que funcionariam em sinergia.[4][5][6] Sob a proposta, a espaçonave europeia, AIM, iria ser lançada em dezembro de 2020, e a DART em julho de 2021. AIM iria orbitar o asteroide maior para estudar sua composição e a de sua lua, e DART iria então atingir a lua do asteroide em setembro de 2022, durante uma aproximação próxima à Terra.[5]

O orbitador AIM foi cancelado, a caracterização completa dos asteroides não será obtida, e os efeitos do impacto da espaçonave DART serão monitorados por radares e telescópios terrestres.[7][6]

Em junho de 2017, a NASA aprovou o avanço do desenvolvimento conceitual para a fase de design preliminar,[8] e em agosto de 2018 aprovou o projeto para iniciar a fase final de design e montagem.[9]

Em 11 de abril de 2019, a NASA anunciou que um foguete Falcon 9 da SpaceX seria usado para lançar a missão DART.[10]

Cientistas[quem?] estimam que existem 25 000 grandes asteroides no Sistema Solar, entretanto, até hoje as pesquisas e observações detectaram 8 000, portanto, os funcionários da NASA consideram imperativo desenvolver um plano efetivo para o caso de um objetos próximo da Terra ameaçar o planeta.[11]

Descrição[editar | editar código-fonte]

DART é um impactador com massa de 610 kg (1 340 lb).[12] É estimado que o impacto de 500 kg (1 110 lb)[13] gerado pela sonda a uma velocidade de 6,6 km/s (4,1 mi/s)[14][15] produzirá uma alteração da velocidade da ordem de 0,4 mm/s, levando a uma pequena mudança na trajetória do sistema de asteroides, mas ao longo do tempo, causando uma grande mudança no caminho deste.[16][5][17][18] O impacto teve como alvo o centro da lua Dimorphos e deve reduzir seu período orbital, atualmente de 11,92 horas, em cerca de 10 minutos.[12] Ao longo de um intervalo de milhões de quilômetros, a mudança cumulativa da trajetória eliminaria o risco de um asteroide anteriormente em rota de colisão com a Terra atingir o planeta.[19]

A mudança real de velocidade e deslocamento orbital são incertos. Há um efeito de "aumento de momento" mal compreendido devido à contribuição do momento de recuo da ejeção de impacto. Espera-se que o momento final transferido para o maior fragmento remanescente do asteroide possa ser de até 3 a 5 vezes o momento incidente, e obter boas medições dos efeitos, o que nos ajudará a refinar os modelos de tais impactos, é um dos objetivos principais da missão.[20] Estimativas iniciais da mudança no período da órbita binária devem ser conhecidas dentro de uma semana após o impacto.[21] Os detalhes serão medidos alguns anos depois por uma espaçonave chamada Hera, que deve fazer um reconhecimento e avaliação detalhados.[22] Hera foi aprovada em novembro de 2019.[23]

A nave espacial DART usava o propulsor de íons NEXT, um tipo de propulsão elétrica solar.[7][24] Ela era alimentada por painéis solares de 22 m2 (240 pés quadrados) para gerar os ~ 3,5 kW necessários para alimentar o motor NASA Evolutionary Xenon Thruster-Commercial (NEXT-C).[25]

Os painéis solares da espaçonave utilizavam um design Roll Out Solar Array (ROSA), que foi testado na Estação Espacial Internacional em junho de 2017 como parte da Expedição 52, entregue à estação pela missão de carga comercial SpaceX CRS-11.[26]

Usando ROSA como a estrutura, uma pequena parte do painel solar DART era configurada para demonstrar a tecnologia Transformational Solar Array, que tinha células solares de eficiência muito alta e concentradores reflexivos que forneciam três vezes mais energia do que a tecnologia atual de painéis solares.[27][14]

A espaçonave DART foi a primeira espaçonave a usar um novo tipo de antena de comunicação de alto ganho, ou seja, um Spiral Radial Line Slot Array (RLSA). A antena operava nas frequências de 7,2 e 8,4 GHz da banda X da NASA Deep Space Network (NASA DSN). A antena fabricada excedia os requisitos fornecidos e foi testada em ambientes, resultando em um design TRL-6.[28]

Espaçonave secundária[editar | editar código-fonte]

A Agência Espacial Italiana (ASI) contribuiu com uma espaçonave secundária chamada LICIACube (Light Italian CubeSat pfor Imaging of Asteroids), um pequeno CubeSat que pegou carona com o DART e se separou 10 dias antes do impacto para adquirir imagens do impacto e material ejetado, à medida que deriva passando pelo asteroide.[22][29] O LICIACube se comunica diretamente com a Terra, enviando imagens do material ejetado após o sobrevoo de Dimorphos.[30]

Missão subsequente[editar | editar código-fonte]

Em um projeto colaborativo, a Agência Espacial Europeia está desenvolvendo a espaçonave Hera, que será lançada para Didymos em 2024[31] e chegará em 2027[32] - 5 anos após o impacto de DART - para fazer um reconhecimento e avaliação detalhados.[31] Hera deverá carregar dois CubeSats, Milani e Juventas.[31]

Perfil da missão[editar | editar código-fonte]

Infográfico do embate da espaçonave DART no asteróide
Timelapse do impacto feita pelo Telescópio Espacial Hubble
Timelapse do impacto feita pelo Telescópio Espacial Hubble

Asteroide alvo[editar | editar código-fonte]

O alvo da missão é Dimorphos, no sistema 65803 Didymos, um sistema binário de asteroides no qual um asteroide é orbitado por outro menor. O asteroide primário (Didymos A) tem cerca de 780 m (2 560 pés) de diâmetro; seu pequeno satélite Dimorphos (Didymos B) tem cerca de 160 m (520 pés) de diâmetro em uma órbita a cerca de 1 km (0,62 mi) do primário.[7] A massa do sistema Didymos é estimada em 528 bilhões de kg, com Dimorphos em 4,8 bilhões de kg.[12] O DART terá como alvo o asteroide menor, Dimorphos. Didymos não é um asteroide geocruzador, e não há possibilidade de que o experimento de deflexão possa criar um risco de impacto.[17]

Preparativos pré-voo[editar | editar código-fonte]

Os preparativos para o lançamento do DART começaram em 20 de outubro de 2021, quando a espaçonave começou a abastecer na Base da Força Espacial de Vandenberg (VSFB), na Califórnia.[33] A espaçonave chegou à VSFB, perto de Lompoc, no início de outubro, após uma viagem pelo país. Desde então, os membros da equipe DART vêm preparando a espaçonave para o vôo, testando seus mecanismos e o sistema elétrico, envolvendo as peças finais em mantas de isolamento multicamadas, e praticando a sequência de lançamento do local de lançamento e do centro de operações da missão no APL. A espaçonave foi transferida foi para a Instalação de Processamento de Carga Útil da SpaceX na VSFB em 26 de outubro de 2021. Dois dias depois, a equipe recebeu luz verde para encher o tanque de combustível do DART com cerca de 50 kg (110 lb) de propelente de hidrazina para manobras da espaçonave e controle de atitude. O DART também carrega cerca de 60 kg (130 lb) de xenônio para o motor de íons NEXT-C. Os engenheiros carregaram o xenônio antes que a espaçonave deixasse o APL, no início de outubro de 2021.[34]

A partir de 10 de novembro de 2021, os engenheiros acoplaram a espaçonave ao adaptador que se empilha na parte superior do veículo de lançamento Falcon 9. Sem a carenagem de carga útil, o foguete Falcon 9 passou pelo teste de ignição estática e depois voltou para a instalação de processamento, onde os técnicos da SpaceX instalaram as duas metades da carenagem ao redor da espaçonave ao longo de dois dias, 16 e 17 de novembro, dentro da Instalação de Processamento de Carga Útil da SpaceX na VSFB, e as equipes de solo concluíram uma revisão de prontidão de voo bem-sucedida no final da semana, com a carenagem acoplada ao foguete.[35]

Um dia antes do lançamento, o veículo foi retirado do hangar e levado para a plataforma de lançamento no Complexo de Lançamento Espacial de Vandenberg 4 (SLC-4E), de onde foi lançado com a espaçonave e deu início à jornada do DART para o sistema Didymos.[34]

Lançamento[editar | editar código-fonte]

A espaçonave DART foi lançada em 24 de novembro de 2021, às 06h21min02 UTC.[36][1]

O planejamento inicial previa que o DART seria implantado em uma órbita terrestre de alta altitude e alta excentricidade, projetada para evitar a Lua. Em tal cenário, o DART usaria seu motor de íon NEXT de baixo empuxo e alta eficiência para escapar lentamente de sua órbita terrestre elevada para uma órbita solar ligeiramente inclinada próxima à Terra, a partir da qual manobraria em uma trajetória de colisão com seu alvo. Mas devido ao uso do foguete Falcon 9, a carga útil foi colocada junto com o segundo estágio do foguete diretamente em uma trajetória de escape da Terra e em órbita heliocêntrica, quando o segundo estágio reacendeu para uma segunda partida do motor ou queima de escape. Assim, embora o DART carregue um propulsor elétrico inédito e bastante combustível de xenônio, o Falcon 9 fez quase todo o trabalho, deixando para a espaçonave realizar apenas algumas queimas de correção de trajetória com simples propulsores químicos ao se aproximar da lua Dimorphos de Didymos.[37]

Resultados da Missão[editar | editar código-fonte]

Após o embate da espaçonave DART com a lua Dimorphos de Didymos, no dia 26 de setembro de 2022, a órbita do asteroide foi reduzida de 11 horas e 55 minutos para 11 horas e 23 minutos, resultando numa redução de 32 minutos. Antes do momento do impacto a NASA tinha definido uma mudança mínima do período orbital para ser considerado um sucesso, que eram de apenas 73 segundos ou mais, fazendo com que a espaçonave DART ultrapassa-se esses dados mínimos em 25 vezes. [38][39]

Vários telescópios na Terra captaram o momento do impacto, assim como o Telescópio espacial Hubble e o Telescópio Espacial James Webb.[40][41]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b Lakdawalla, Emily (24 de novembro de 2021). «NASA's DART Mission Launches for Head-on Collision with an Asteroid». Sky & Telescope (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  2. «SpaceX ready for first launch with NASA interplanetary mission». Spaceflight Now. 22 de novembro de 2021. Consultado em 24 de novembro de 2021 
  3. «DART Launch Moves to Secondary Window». NASA. 17 de fevereiro de 2021. Consultado em 24 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  4. «Double Asteroid Redirection Test» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  5. a b c «Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA) study» (em inglês). Agência Espacial Europeia. Consultado em 26 de novembro de 2021. Arquivado do original em 7 de junho de 2015 
  6. a b «Mission Overview» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  7. a b c Talbert, Tricia (30 de junho de 2017). «Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  8. Brown, Geoff (4 de julho de 2017). «NASA plans to test asteroid deflection technique designed to prevent Earth impact». phys.org (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  9. Buckley, Michael (7 de setembro de 2018). «Asteroid-deflection mission passes key development milestone». phys.org (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  10. Northon, Karen (11 de abril de 2019). «NASA Awards Launch Services Contract for Asteroid Redirect Test». NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  11. Dockrill, Peter (5 de julho de 2017). «NASA Is Planning an Asteroid Deflection Test Mission in Case The Unthinkable Happens». ScienceAlert (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  12. a b c «NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details» (em inglês). NASA. 28 de outubro de 2021. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  13. «The Spacecraft». DART: Double Asteroid Redirection Test. 2017. Consultado em 26 de novembro de 2021. Arquivado do original em 10 de maio de 2018 
  14. a b «Impactor Spacecraft» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  15. Andone, Dakin (2 de julho de 2017). «NASA plans to test asteroid defense technique». CNN. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  16. Cheng, A.F.; Michel, P.; Reed, C.; Galvez, A.; Carnelli, I. (2012). DART: Double Asteroid Redirection Test (PDF). European Planetary Science Congress 2012 (em inglês). EPSC Abstracts. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  17. a b Michel, P.; Cheng, A.; Carnelli, I.; Rivkin, A.; Galvez, A.; Ulamec, S.; Reed, C.; AIDA Team (8 de janeiro de 2015). «AIDA: Asteroid impact and deflection assessment mission under study at ESA and NASA». Tempe, Phoenix. Spacecraft Reconnaissance of Asteroid and Comet Interiors (em inglês). 6008 páginas. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  18. Hadhazy, Adam (outubro de 2017). «Course corrector». Aerospace America. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  19. Arboleda, Lawrence (5 de julho de 2017). «NASA Pushes Through With Asteroid Deflection Mission That Could One Day Save Earth - Inquisitr». Inquisitr. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  20. Rivkin, Andrew S.; Chabot, Nancy L.; Stickle, Angela M.; Thomas, Cristina A.; Richardson, Derek C.; Barnouin, Olivier; Fahnestock, Eugene G.; Ernst, Carolyn M.; Cheng, Andrew F.; Chesley, Steven; Naidu, Shantanu (25 de agosto de 2021). «The Double Asteroid Redirection Test (DART): Planetary Defense Investigations and Requirements». The Planetary Science Journal. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  21. «DART: Asteroid - eoPortal Directory - Satellite Missions». directory.eoportal.org (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  22. a b Rivkin, Andy (27 de setembro de 2018). «Asteroids have been hitting the Earth for billions of years. In 2022, we hit back» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021. Arquivado do original em 31 de outubro de 2018 
  23. Hebden, Kerry. «Hera mission is approved as ESA receives biggest ever budget». Room, The Space Journal (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  24. Kantsiper, Brian (2017). «The Double Asteroid Redirection Test (DART) mission electric propulsion trade». 2017 IEEE Aerospace Conference. [S.l.: s.n.] pp. 1–7. ISBN 978-1-5090-1613-6. doi:10.1109/AERO.2017.7943736. S2CID 43072949 
  25. Adams, Elena; Oshaughnessy, Daniel; Reinhart, Matthew; John, Jeremy; Congdon, Elizabeth; Gallagher, Daniel; Abel, Elisabeth; Atchison, Justin; Fletcher, Zachary; Chen, Michelle; Heistand, Christopher; Huang, Philip; Smith, Evan; Sibol, Deane; Bekker, Dmitriy; Carrelli, David (2019). «Double Asteroid Redirection Test: The Earth Strikes Back». 2019 IEEE Aerospace Conference (em inglês). [S.l.: s.n.] pp. 1–11. ISBN 978-1-5386-6854-2. doi:10.1109/AERO.2019.8742007. S2CID 195222414 
  26. Talbert, Tricia (30 de junho de 2017). «Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  27. «Behind the Scenes: Inspecting DART's Roll-Out Solar Array (ROSA) Technology». YouTube (em inglês). Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 12 de agosto de 2021 
  28. Bray, Matthew (2020). «A Spiral Radial Line Slot Array Antenna for NASA's Double Asteroid Redirection Test (DART)». 2020 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and North American Radio Science Meeting. [S.l.: s.n.] pp. 379–380. ISBN 978-1-7281-6670-4. doi:10.1109/IEEECONF35879.2020.9330400. S2CID 231975847 
  29. Kretschmar, Peter; Küppers, Michael (20 de dezembro de 2018). «The CubeSat Revolution» (PDF) (em inglês). Agência Espacial Europeia. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  30. Cheng, Andy (15 de novembro de 2018). «DART Mission Update» (PDF) (em inglês). Agência Espacial Europeia. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  31. a b c Bergin, Chris (7 de janeiro de 2019). «Hera adds objectives to planetary defense test mission». NASASpaceFlight.com (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  32. Hannah R. Goldberg, Özgür Karatekin, Birgit Ritter, Alain Herique, Paolo Tortora, Claudiu Prioroc, Borja Garcia Gutierrez, Paolo Martino, Ian Carnelli. The Juventas CubeSat in Support of ESA's Hera Mission to the Asteroid Didymos. 33rd Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  33. Clark, Stephen (20 de outubro de 2021). «Spacecraft for asteroid deflection experiment ready for fueling». Spaceflight Now (em inglês). Consultado em 26 de novembro de 2021 
  34. a b Talbert, Tricia (3 de novembro de 2021). «NASA's DART Preps for Launch in First Planetary Defense Test Mission». NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  35. Herridge, Linda (22 de novembro de 2021). «NASA's DART Spacecraft Secured In Payload Fairing, Flight Readiness Review Complete – Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission» (em inglês). NASA. Consultado em 26 de novembro de 2021   Este artigo incorpora texto desta fonte, que está no domínio público.
  36. Ferrari, Leon (24 de novembro de 2021). «Nasa lança com sucesso sonda em missão para alterar rota de asteroide». Estadão. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  37. Atchison, Justin A.; Ozimek, Martin T.; Kantsiper, Brian L.; Cheng, Andrew F. (1 de junho de 2016). «Trajectory options for the DART mission». Acta Astronautica. Special Section: Selected Papers from the International Workshop on Satellite Constellations and Formation Flying 2015 (em inglês): 330–339. ISSN 0094-5765. doi:10.1016/j.actaastro.2016.03.032. Consultado em 26 de novembro de 2021 
  38. Cassita, Danielle (11 de outubro de 2022). «NASA confirma que missão DART alterou a órbita do asteroide Dimorphos». Canaltech. Consultado em 22 de outubro de 2022 
  39. Bardan, Roxana (11 de outubro de 2022). «NASA Confirms DART Mission Impact Changed Asteroid's Motion in Space». NASA. Consultado em 22 de outubro de 2022 
  40. Strickland, Ashley (29 de setembro de 2022). «Webb, Hubble space telescopes share images of DART slamming into an asteroid». CNN (em inglês). Consultado em 22 de outubro de 2022 
  41. Garner, Rob (29 de setembro de 2022). «Webb, Hubble Capture Detailed Views of DART Impact». NASA. Consultado em 22 de outubro de 2022