A sonda Solar Orbiter vai orbitar a nossa estrela mais próxima, o Sol, observando-a de perto. Capturará as primeiras imagens diretas dos seus polos, enquanto estuda a heliosfera interna – a região em forma de bolha em redor do Sol criada pelo fluxo de partículas carregadas e energizadas libertadas no vento solar.
No seu ponto mais próximo, a Solar Orbiter estará a cerca de 42 milhões de km do Sol: mais perto do que o escaldante planeta Mercúrio, pouco mais de um-quarto da distância média entre a Terra e o Sol, e mais perto do que qualquer sonda europeia na história.
Para a colocar nesta órbita única no centro do Sistema Solar, aproximando-se dos polos do Sol em vez de orbitar num plano “achatado”, como os planetas, as equipas no controlo da missão em Darmstadt, Alemanha, planearam um percurso complexo.
Implantação solar
A Solar Orbiter tem lançamento previsto para as 04:03 GMT de dia 10 de fevereiro, a partir de Cabo Canaveral, Flórida, EUA, a bordo de um foguetão Atlas V 411 fornecido pela NASA. Uma vez separada do veículo de lançamento, ocorre uma sequência de ativação automática de 22 minutos, após a qual a equipa de controlo assume as rédeas da fase LEOP (Launch and Early Orbit Phase). Estes momentos iniciais da vida de uma missão são críticos. É agora que a nave acorda, estende os seus painéis solares e as equipas no solo verificam a sua saúde após os rigores do lançamento.
Alguns elementos dos instrumentos científicos da Solar Orbiter estão localizados ao longo de uma “vara” metálica com 4,4 metros, que os mantém afastados do corpo principal da espaçonave e de qualquer possível interferência. Esta haste deverá ser implantada antes que certos propulsores químicos sejam disparados, com potencial para contaminar os instrumentos durante as manobras.
Quando os sistemas e instrumentos da Solar Orbiter estiverem em funcionamento, entrará na “fase de cruzeiro”, que durará até novembro de 2021. Durante este período, realizará duas assistências gravitacionais em torno de Vénus e uma em torno da Terra para alterar a trajetória da sonda, guiando-a para as regiões mais internas do Sistema Solar.
A primeira passagem solar ocorrerá no final de março de 2022, a cerca de um-terço da distância entre a Terra e o Sol. Neste ponto, o orbitador estará numa órbita elíptica que inicialmente leva 180 dias para ser concluída, aproximando-o do Sol a cada seis meses.
Uma órbita com vista
O percurso da Solar Orbiter fará com que saia do “plano da eclíptica”. Assim sendo, em vez de orbitar no mesmo plano achatado em redor do Sol que os planetas, luas e outros corpos menores do Sistema Solar, vai “saltar” do equador solar, fornecendo perspetivas nunca antes vistas das regiões polares do Sol.
Para tal, a Solar Orbiter não vai viajar numa órbita “fixa”. Em vez disso, a sonda seguirá um caminho elíptico em constante mudança que será continuamente inclinado e espremido, cada vez mais alto e mais próximo dos polos do Sol.
Assim sendo, a órbita da espaçonave foi escolhida para estar em “ressonância” com Vénus, o que significa que regressará à vizinhança do planeta a cada poucas órbitas e que poderá usar novamente a gravidade do planeta para alterar ou inclinar a sua órbita.
Embora a Solar Orbiter vá orbitar inicialmente no mesmo plano “achatado” que os planetas do Sistema Solar, cada encontro com Vénus aumentará a sua inclinação. Isto significa que de cada vez que a Solar Orbiter encontrar o Sol, vai observá-lo de uma perspetiva diferente. Até ao final de 2021, a sonda vai alcançar a sua primeira órbita nominal para ciência, que deverá durar quatro anos.
Durante este período, a Solar Orbiter alcançará 17º de inclinação, permitindo que a sonda capture pela primeira vez imagens de alta resolução dos polos do Sol.
Durante a sua fase de missão estendida proposta, a Solar Orbiter poderá elevar-se para uma órbita ainda mais inclinada. A 33º acima do equador solar, as regiões polares aparecerão ainda mais diretamente. Os dados recolhidos pela Solar Orbiter serão armazenados na sonda e depois transmitidos para a Terra durante janelas de comunicação de oito horas, através da estação terrestre de 35 metros de Malargüe, na Argentina. Outras estações na Austrália e na Espanha podem servir como “backups”.
Lidando com o calor
Para sobreviver à tão pequena distância da nossa estrela, que a poderá aquecer a uma temperatura máxima de 520º Celsius e receber uma “enxurrada” de radiação intensa, o corpo principal e os instrumentos vitais da Solar Orbiter estão protegidos por um escudo térmico de titânio que estará sempre voltado para o Sol.
Até os painéis solares da nave, construídos para captar energia do Sol, precisarão de ser protegidos. À medida que a Solar Orbiter se aproxima da bola gigante de calor e radiação, os seus painéis – esticando-se de ambos os lados da sonda e dando-lhe 18,9 metros de comprimento – vão precisar de estar inclinados para longe do Sol, limitando a quantidade de luz que recebem para garantir que não sobreaquecem.
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