O primeiro instrumento para medir diretamente a gravidade na superfície de um asteroide foi submetido a testes no Laboratório de Sistemas Mecânicos da ESA.
O gravímetro GRASS vai pousar na superfície do asteroide Dimorphos a bordo do Juventas CubeSat – que será implantado da missão Hera da ESA para defesa planetária – e foi projetado para medir um nível de gravidade esperado inferior a um milionésimo da própria Terra.
O Gravímetro para Pequenos Objetos do Sistema Solar, GRASS, foi desenvolvido pelo Observatório Real da Bélgica (ROB) com a empresa espanhola EMXYS.
Para provar que estava pronto para a integração com o Juventas CubeSat da Hera, o GRASS foi submetido a vácuo espacial e extremos de temperatura dentro de uma câmara de vácuo térmico e, em seguida, passou por uma agitação constante para imitar a violência de um lançamento de foguete.
“Pode ser pequeno, mas o GRASS está repleto de peças mecânicas e eletrônicas complexas”, explica Jose Carrasco, supervisor dos instrumentos da EMXYS. “Estamos muito felizes com sua resistência durante a campanha de testes. Agora, faremos um teste de integridade total para garantir que não tenha sofrido danos durante o teste, após o qual será repassado à empresa GomSpace em Luxemburgo para integração a bordo do Juventas”.
O instrumento em forma de L, do tamanho de dois smartphones grudados, foi projetado para medir níveis minúsculos de gravidade porque o asteroide Dimorphos no qual ele tocará é o menor objeto planetário já visitado por uma espaçonave. Com cerca de 160 m de diâmetro, tem quase o mesmo tamanho da Grande Pirâmide de Gizé, no Egito.
Dimorphos ficou famoso no ano passado quando foi impactado pela espaçonave DART da NASA, enviando plumas de detritos por milhares de quilômetros pelo espaço e mudando de forma mensurável sua órbita em torno do maior asteroide Didymos.
“A missão Hera da ESA é a contribuição da Europa para uma experiência internacional em defesa planetária,” explica a engenheira do sistema Hera, Hannah Goldberg. “Após o impacto do DART, Hera reunirá dados de perto no asteroide Dimorphos para transformar esse experimento de impacto cinético em um método bem compreendido e, em princípio, repetível de defesa planetária. As medições da gravidade da superfície do GRASS ajudarão os pesquisadores a aprender a massa precisa do asteroide, juntamente com os experimentos científicos de rádio realizados pela espaçonave Hera principal”.
O projeto do gravímetro GRASS envolve dois conjuntos de lâminas finas que são ancoradas em berços, ambos girando continuamente. O menor movimento de cada lâmina altera a voltagem geral da própria lâmina e de suas paredes circundantes. Esta técnica de medição baseada em capacitância dá ao gravímetro uma sensibilidade equivalente a um único micrômetro – ou milésimo de milímetro.
Özgür Karatekin, da ROB, acrescenta: “Obviamente, o desempenho real do gravímetro não pode ser demonstrado diretamente aqui na Terra, mas nossos testes de laboratório juntamente com simulações numéricas mostraram que alcançamos uma sensibilidade suficientemente alta para detectar uma gravidade tão baixa”.
A equipe do GRASS também teve que projetar um instrumento pequeno o suficiente para caber no Juventas CubeSat, do tamanho de uma caixa de sapatos, junto com o principal instrumento de radar do Juventas. No caso, seu design final tem apenas 330 gramas de massa e requer apenas meio watt de potência.
Jose Carrasco observa: “O Observatório Real da Bélgica contribuiu com o projeto mecânico, incluindo as duas lâminas, berços e motores rotativos, enquanto a EMXYS teve que montar componentes eletrônicos suficientemente compactos para operar o instrumento, incluindo o uso abundante de peças comerciais prontas para uso.”
O GRASS será ativado quando o Juventas cair gradualmente na superfície de Dimorphos após a conclusão de sua campanha de imagens de radar de subsuperfície. O gravímetro registrará o impacto no asteroide, quaisquer ressaltos subsequentes e, em seguida, quaisquer mudanças na gravidade da superfície ao longo do tempo, devido à influência de seu asteroide Didymos.
Özgür Karatekin explica: “Temos que assumir que Juventas pode pousar em qualquer ângulo em Dimorphos, de modo que potencialmente seus painéis solares serão impedidos de gerar qualquer energia adicional. Em vez disso, o GRASS funcionará com a bateria interna do Juventas por até 20 horas.
“Além disso, como os dois gravímetros do instrumento estão posicionados em ângulos retos entre si e continuam girando, o instrumento pode construir o vetor de gravidade 3D e monitorar suas variações de qualquer posição de pouso.”
Uma vez integrado ao Juventas, o GRASS será posteriormente testado como parte do nanossatélite geral.
Sediado no centro técnico ESTEC da ESA, na Holanda, o Laboratório de Sistemas Mecânicos está equipado para testes ambientais de instrumentos, subsistemas ou pequenas naves espaciais inteiras. É um de um conjunto de cerca de 35 laboratórios ESTEC, encarregados de investigar todos os aspectos do ambiente espacial.
Fonte:
https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Instrument_to_measure_asteroid_gravity_tested_for_space
