Como pousar em um cometa

Como administrador da missão Rosetta, Fred Jansen foi o responsável, em 2014, pelo pouso bem sucedido de uma sonda no cometa conhecido como 67P/Churyumov-Gerasimenko. Nessa conversa divertida e fascinante, Jansen revela alguns dos intricados cálculos que levaram a sonda Philae até um cometa a 500 milhões de Km da Terra - e compartilha algumas fotografias incríveis tiradas pelo caminho.

Eu gostaria de levá-los
à busca épica da nave Rosetta

de acompanhar e pousar
uma sonda num cometa

Essa tem sido minha paixão
pelos últimos dois anos.

A fim de fazer isso,

preciso explicar a vocês algo
sobre a origem do sistema solar.

Há 4,5 bilhões de anos

havia uma nuvem de gases e poeira.

No centro dessa nuvem
nosso sol se formou e inflamou.

Ademais, o que agora conhecemos como
planetas, cometas e asteróides se formou

E então, o que aconteceu,
de acordo com a teoria,

é que quando a Terra resfriou,
logo após sua formação,

os cometas atingiram a Terra
frequentemte e trouxeram água.

Eles provavelmente também trouxeram
matéria orgânica complexa

e podem ter dado o pontapé inicial
para o surgimento da vida.

Você pode comparar isso à resolução
de um quebra-cabeças de 250 peças

e não à de um de 2 mil peças.

Posteriormente, os planetas grandes
como Júpiter e Saturno,

que não estavam
nos mesmos lugares de hoje,

interagiram gravitacionalmente

e varreram o interior do sistema solar

e o que conhecemos como cometas

originou algo chamado
cinturão de Kuiper,

que é um cinturão de objetos
além da órbita de Netuno.

Algumas vezes esses objetos vão
de encontro uns com os outros

e se desviam gravitacionalmente

e a gravidade de Júpiter os
puxa de volta para o sistema solar.

Eles então se tornam os cometas
que vemos no céu.

O importante a ser notado aqui
é que, nesse período,

os 4,5 bilhões de anos,

esses cometas têm estado
fora do sistema solar

e não mudaram,

são versões congeladas
do nosso sistema solar.

No céu, eles têm esta aparência.

Nós os conhecemos pelas suas caudas.

Na verdade há duas caudas.

Uma cauda de poeira,
desintegrada pelo vento solar.

A outra é uma cauda iônica
de partículas carregadas

e elas seguem o campo magnético
do sistema solar.

Lá está a cabeleira

e então há o núcleo, que aqui
é muito pequeno para se ver.

Você tem de se lembrar
que no caso da Rosetta,

a espaçonave está naquele pixel central.

Estamos somente de 20 a 40 Km
distantes do cometa.

Então, o que é importante lembrar?

Os cometas contêm o material original
do qual nosso sistema solar foi formado.

Então eles são ideais
para estudar os componentes

que estavam presentes
quando a Terra e a vida surgiram.

Também se suspeita que os cometas

trouxeram os elementos
que podem ter gerado a vida.

Em 1983, a ESA definiu o programa
de longo prazo Horizon 2000,

que estabeleceu um marco:
uma missão a um cometa.

Em paralelo, em uma missão pequena a um
cometa, foi lançada a Giotto, vista aqui.

Em 1986, voou até o cometa Halley
com uma armada de outras espaçonaves.

Dos resultados dessa missão,
tornou-se imediatamente claro

que os cometas eram corpos ideais
para estudar e entender o sistema solar.

Assim, a missão Rosetta
foi aprovada em 1993.

Originalmente deveria
ter sido lançada em 2003,

mas surgiu um problema
com um foguete Ariane.

Entretanto, nosso departamento
de relações públicas, em seu entusiasmo,

já havia fabricado
1 mil pratos azuis de louça

com os nomes dos cometas errados.

Desde então eu nunca tive de comprar
nenhum da China. É a parte positiva.

(Risos).

Quando o problema foi resolvido,

deixamos a Terra em 2004

em direção ao novo cometa selecionado,
o Churyomov-Gerasimenko.

Esse cometa tinha de ser
especialmente selecionado

porque A: você tem de ser
capaz de chegar até ele,

e B: ele não deve estar
no sistema solar há muito tempo.

Esse cometa em particular está no
sistema solar desde 1959.

Esta é a primeira vez
que foi desviado por Júpiter

e chegou perto o bastante do sol
para começar a mudar.

Então, é um cometa bem novo.

A Rosetta conseguiu algumas coisas
pela primeira vez na história:

é o primeiro satélite a orbitar um cometa

e acompanhá-lo através
de todo o seu percurso no sistema solar,

até a sua maior aproximação do sol,
como veremos em agosto

e então voltando ao exterior.

É o primeiro pouso em um cometa.

Orbitamos o cometa usando algo

que normalmente não é feito por uma nave.

Normalmente, você olha para o céu
e sabe para onde aponta e onde está.

Neste caso, isto não é suficiente.

Navegamos olhando
pontos de referência no cometa.

Reconhecemos características:
elevações, crateras,

e assim sabemos onde estamos
em relação ao cometa.

E, é claro, é o primeiro satélite
a ir além da órbita de Júpiter

com baterias solares.

Isto parece mais heroico
do que realmente é,

porque a tecnologia para usar
geradores termoelétricos de radioisótopos

era indisponível na Europa naquele tempo;
então, não havia escolha.

Mas esses painéis solares são grandes.

Esta é uma asa e essas não são
pessoinhas especialmente selecionadas,

Elas são como você e eu.

(Risos).

Nós temos duas dessas asas:
65 metros quadrados.

Posteriormente, claro,
quando chegamos ao cometa,

você descobre que
65 metros quadrados de asas

próximos de um corpo liberando gases
não é sempre uma escolha muito prática.

Agora, como chegamos ao cometa?

Porque nós tínhamos de ir até lá
pelos objetivos científicos da Rosetta

muito longe, quatro vezes
a distância da Terra ao Sol,

numa velocidade muito maio do quer
poderíamos alcançar com combustível,

pois teríamos de ter seis vezes mais
combustível do que o peso da nave.

Então, o que se faz?

Usam-se impulsos gravitacionais,

nos quais se passa por um planeta
em altitude muito baixa,

alguns milhares de quilômetros,

e então atinge-se a velocidade do planeta
ao redor do Sol, de graça.

Fizemos isso algumas vezes.

Passamos pela Terra, Marte
e a Terra mais duas vezes,

e também passamos por dois asteroides:
Lutetia e Steins.

Então, em 2011, fomos tão longe do Sol
que se a espaçonave tivesse um problema,

não poderíamos mais salvá-la.

Então entramos em hibernação.

Tudo foi desligado, exceto um relógio.

Aqui você vê em branco a trajetória
e como ela funciona.

Você vê isso do círculo onde começamos,

a linha branca, que vai ficando
cada vez mais elíptica

e então finalmente
nos aproximamos do cometa

em maio de 2014 e tivemos de começar
a fazer as manobras de encontro.

No caminho, passamos pela Terra
e tiramos fotos para testar as câmeras.

Esta é a Lua nascendo na Terra,

e isto é o que chamamos de selfie;

naquele tempo, a propósito,
esta palavra não existia. (Risos).

A foto é em Marte,
tirada pela câmera CIVA.

Esta é uma das câmeras na sonda,

mirando por baixo dos painéis solares.

você vê o planeta Marte
e o painel solar à distância.

Agora, quando saímos da hibernação
em janeiro de 2014,

começamos a chegar a uma distância

de 2 milhões de quilômetros
do cometa em maio.

Entretanto, a velocidade da espaçonave
estava muito alta.

Estávamos a 2,8 mil km/h mais rápidos
que o cometa, então tivemos de frear.

Tivemos de fazer oito manobras,

e você vê aqui, as velocidades
eram realmente grandes.

Tivemos de reduzir a primeira
em algumas centenas de km/h

e, na verdade, isso durou sete horas

e utilizou 218 kg de combustível.

Aquelas foram sete horas de angústia
porque, em 2007,

houve um vazamento
no sistema de propulsão da Rosetta

e tivemos de fechar um ramal.

O sistema estava operando
em uma pressão

para a qual ele não foi projetado
ou qualificado.

Então chegamos próximos do cometa
e essas foram as primeiras fotos vistas.

O período de rotação real é 12 h 30 min,

as imagens estão aceleradas,

mas você vai entender o que os nossos
engenheiros de dinâmica de voo pensaram:

que aterrissar não seria fácil.
(Risos)

Esperávamos algum solo irregular

onde você pudesse pousar com facilidade.

Mas nós tínhamos uma esperança:
talvez ele fosse macio.

Mas não. Isso também não deu certo.
(Risos).

Então naquele momento,
era claramente inevitável:

tínhamos de mapear este corpo
com o máximo de detalhes possível,

porque tivemos de encontrar uma área
plana e de 500 m de diâmetro.

Por que 500 m? Essa é a margem de erro
que temos para aterrissar a sonda.

Então passamos por esse processo
e mapeamos o cometa.

Nós usamos uma técnica
chamada fotoclinometria.

Você usa as sombras que o sol forma.

O que você vê aqui é uma rocha
na superfície do cometa,

e o sol brilha acima.

De acordo com a sombra,
nós, com nossos cérebros,

podemos imediatamente determinar
aproximadamente qual é forma da rocha.

Você pode programar isso em um computador,

cobrir o cometa inteiro e mapeá-lo.

Para isso, voamos em trajetórias especiais
começando em agosto.

Primeiro um triângulo de 100 km de um lado

a 100 km de distância,

e repetimos a coisa toda a 50 km.

Vimos o cometa de todos os ângulos,

e pudemos usar esta técnica
para mapear tudo.

Isto levou a uma seleção
de sítios de aterrissagem.

Este processo que fizemos,
do mapeamento do cometa

até encontrar o sítio de pouso,
durou 60 dias.

Nós não tínhamos mais tempo.

Para lhe dar uma ideia,
uma missão comum à Marte

requer centenas de cientistas
e anos para encontrar

onde se deve ir.

Nós tínhamos 60 dias e só.

Finalmente escolhemos
o sítio de pouso final

e os comandos foram preparados
para a Rosetta lançar a Philae.

Para isso funcionar a Rosetta tem de estar
no local certo no espaço

e mirando em direção ao cometa,
porque a sonda é passiva.

A sonda é então é empurrada
e se move em direção ao cometa.

A Rosetta teve de girar

e direcionar suas câmeras para a Philae
enquanto ela partia

e ser capaz de se comunicar com ela.

A duração de toda a trajetória
do pouso foi de sete horas.

Agora faça um cálculo simples:

se a velocidade da Rosetta
estiver 1 cm/s a menos,

e sete horas têm 25 mil segundos,

isso significaria um erro de 252 m
em relação ao cometa.

Então tínhamos de saber
a velocidade da Rosetta

com precisão bem melhor do que 1 cm/s,

e a sua localização no espaço
melhor que 100 m,

à distância de 500 milhões de km da Terra.

Não é uma tarefa fácil.

Deix- me guiá-lo rapidamente pela ciência
e pelos instrumentos.

Eu não vou dar todos os detalhes
de todos os instrumentos,

mas havia de tudo.

Podemos aspirar gás,
medir partículas de poeira,

a forma delas, a composição;

há magnetômetros e tudo o mais.

Este é um dos resultados de um instrumento
que mede a densidade do gás

na posição da Rosetta;

é gás que veio do cometa.

O gráfico de baixo
é de setembro do ano passado.

Há uma variação no longo prazo,
que não é surpreendente,

você vê os picos acentuados.

Marcam um dia do cometa.

Você pode ver o efeito do sol
na evaporação do gás

e o fato de que o cometa está girando.

Então, aparentemente, há um ponto,

de onde há muita coisa saindo,

Ele é aquecido pelo Sol e então
resfria do lado oposto.

E podemos ver
a variação de sua densidade.

Estes são os gases e compostos orgânicos

que nós já medimos.

Veja que é uma lista impressionante

e ainda muitas coisas
serão incluídas nela,

porque há mais medidas.

Na verdade, há uma conferência
acontecendo em Houston agora

onde muitos desses resultados
estão sendo apresentados.

Além disso, medimos
as partículas de poeira.

Pode não parecer muito impressionante,

mas os cientistas ficaram empolgados
quando viram isso.

Duas partículas de poeira:

a da direita foi chamada de Bóris
e dispararam tântalo nela

a fim de poderem analisá-la.

Encontramos sódio e magnésio.

Isso nos indica a concentração
desses dois materiais

no tempo em que
o sistema solar foi formado.

Então aprendemos coisas
sobre quais materiais existiam

quando o planeta foi formado.

É claro, um dos elementos importantes
são as imagens.

Esta é uma das câmeras da Rosetta,
a OSIRIS,

e esta foi, na verdade,
a capa da revista Science

de 23 de janeiro desse ano.

Ninguém esperava
que este corpo tivesse esta aparência.

Elevações, rochas... ele parece mais
com o Meio Domo em Yosemite

do que com qualquer outra coisa.

Também vimos coisas assim:

dunas e o que parecem ser, à direita,
detritos arrastados pelo vento.

Nós as conhecemos de Marte,
mas este cometa não tem uma atmosfera,

então é um pouco difícil
criar uma sombra de vento.

Pode ser uma liberação de gases no local,

coisas que sobem e voltam.

Não sabemos,
então há muito a se investigar.

Aqui você vê a mesma imagem duas vezes.

Do lado esquerdo você vê
um buraco no meio.

Do lado direito,
se olhar com cuidado,

há três jatos saindo do fundo do buraco.

Esta é a atividade do cometa.

Aparentemente, as regiões ativas estão
nos fundos dos buracos,

e é de onde o material evapora
para o espaço.

Há uma fenda muito intrigante
no pescoço do cometa.

Você a vê no lado direito.

Tem 1 km de comprimento e
2,5 m de largura.

Algumas pessoas sugerem que, na verdade,

quando nos aproximarmos do Sol,

o cometa pode se dividir em dois,

e então teremos de escolher

para qual cometa iremos.

A sonda... muitos instrumentos,

a maioria similar, exceto as coisas
que batem e furam o chão e etc.

Mas muitos como os da Rosetta
porque que você quer comparar

o que se encontra no espaço
com o que se encontra no cometa.

São as chamadas medidas
de levantamento do solo.

Essas são as imagens da descida da sonda

que foram tiradas com a câmera OSIRIS.

Você vê a sonda se afastando
cada vez mais da Rosetta.

No canto superior direito
você vê uma foto tirada a 60 m pela sonda,

60 m acima da superfície do cometa.

A elevação tem uns 10 m.

Esta é uma das últimas fotos que tiramos
antes de pousar no cometa.

Aqui você vê a sequência completa de novo,
mas de uma perspectiva diferente.

Você vê três fotos ampliadas
do canto esquerdo até o meio

quando a sonda viajava
pela superfície do cometa.

Então, no topo, há uma imagem
de antes e depois do pouso.

O único problema com a imagem
de depois é que não há sonda.

Mas se você olhar com cuidado
para o lado direito da imagem,

verá a sonda ainda lá, mas ela saltou.

Ela partiu de novo.

Uma nota um pouco cômica agora

a Rosetta foi originalmente projetada
para ter uma sonda capaz de saltar.

Mas isso foi descartado
porque era muito caro.

Nós esquecemos, mas a sonda sabia.

(Risos).

Durante o primeiro salto,
nos magnetômetros,

você vê os dados deles,
nos três eixos, X, Y e Z.

Na metade você vê uma linha vermelha.

Na linha vermelha, há uma mudança.

O que aconteceu, aparentemente,
é que durante o primeiro salto

em algum lugar, atingimos a borda
de uma cratera com uma das pernas da sonda

e a velocidade de rotação da sonda mudou.

Então tivemos sorte

de estarmos onde estamos.

Esta é uma das imagens icônicas
da Rosetta.

É um objeto feito pelo homem,
uma perna da sonda,

em um cometa.

Esta é, para mim, uma das melhores imagens
da ciência espacial que eu já vi.

(Aplausos).

Uma das coisas que ainda temos de fazer
é encontrar a sonda.

A área azul aqui é onde sabemos
que ela deve estar.

Ainda não fomos capazes de encontrá-la,
mas a busca continua,

assim como os nossos esforços
para fazer a sonda funcionar de novo.

Escutamos todos os dias,

e esperamos que de agora até abril,

a sonda irá despertar de novo.

As descobertas do que achamos no cometa:

ele flutuaria na água.

Tem a metade da densidade da água.

Parece uma pedra enorme, mas não é .

O aumento de atividade que vimos em junho,
julho e agosto do último ano

foi um aumento de quatro vezes.

Quando estivermos perto no Sol,

haverá 100 kg/s deixando esse cometa:

gás, poeira, tanto faz.

São 100 milhões de quilos por dia.

Então, finalmente, o dia do pouso.

Nunca vou esquecer, uma loucura total:
250 equipes de TV na Alemanha.

A BBC estava me entrevistando,

e outra equipe de TV que estava
me seguindo o dia todo

estava me filmando, me entrevistando,

e foi daquele jeito o dia todo.

A equipe do Discovery Channel

me pegou quando eu estava saindo
da sala de controle,

e fizeram a pergunta certa,

e rapaz... eu chorei, ainda sinto isso.

Por um mês e meio,

eu não podia pensar
naquele pouso sem chorar

e ainda sinto essa emoção.

Vou deixá-los com essa imagem do cometa.

Obrigado.

(Aplausos)