Dawn (sonda espacial)

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Dawn
Concepção artística da sonda
Descrição
Tipo	Orbitador
Operador(es)	NASA
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	Cabo Canaveral, Flórida, Estados Unidos
Destino	Ceres, Vesta
Fim da missão	1 de novembro de 2018
Portal Astronomia

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]

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]

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]

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.

• 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.

• 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.

• 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.

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]

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)

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]

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.

• Fabricação da câmera: German Aerospace Center, DLR, Institute of Space Sensor Technology and Planetary Exploration, Berlim.
• Mapeamento do espectrômetro: Institute for Astrophysics in Space , Roma.
• Fabricação do espectrômetro de raios gamas e de neutrons: Los Alamos National Laboratory, Estados Unidos.
• Equipamento de rádio: Jet Propulsion Laboratory, Estados Unidos.

• 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.

• Lançamento da sonda Dawn: 27 de Setembro de 2007
• Chegada a Vesta: 16 de Julho de 2011
• Partida de Vesta: Julho de 2012
• Chegada a Ceres: Fevereiro de 2015
• Fim da missão: 1 de novembro de 2018

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]

Ahuna Mons

Occator

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]

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

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	Notícias no Wikinotícias

• «Site da missão Dawn do Jet Propulsion Laboratory - JPL» (em inglês) 
• «Site da University of California – UNCLA, sobre a Missão Dawn» (em inglês)