No dia 21 de Setembro de 2014, a sonda Mars Atmosphere and Volatile Evolution irá completar 10 meses de viagem e entrará então na órbita do Planeta Vermelho.
A manobra de inserção na órbita será realizada à medida que a sonda se aproxima de Marte, depois de uma viagem interplanetária de cerca de 711 milhões de quilômetros. Seis foguetes serão queimados brevemente para que a sonda possa ser desviada corretamente e apontada para o seu destino final. Depois disso seis motores principais entrarão em ignição dois a dois numa rápida sucessão e queimarão por 33 minutos para reduzir a velocidade da sonda, permitindo que ela seja capturada em uma órbita elíptica.
Essa manobra marcará o final de 11 anos de conceito e desenvolvimento da sonda MAVEN, permitindo assim que se entre na fase científica da missão, que tem como principal objetivo investigar Marte de uma maneira inovadora, como nenhuma outra sonda jamais fez.
“Nós seremos a primeira missão devotada para observar a atmosfera superior de Marte e como ela interagem com o Sol e com o vento solar”, disse Bruce Jakosky, principal pesquisador para a Maven na Universidade do Colorado em Boulder.
Essas observações ajudarão os cientistas a determinarem quanto de gás da atmosfera de Marte tem sido perdido para o espaço durante a história do planeta e qual processo é o responsável por essa perda.
Procedimentos para alinhar a MAVEN de maneira apropriada para a inserção na órbita começaram logo depois que a sonda foi lançada em Novembro de 2013. Esses procedimentos incluíram duas manobras de correção de trajetória, realizadas em Dezembro de 2013 e em Fevereiro de 2014.
A calibração dos três conjuntos de instrumentos científicos da missão – o Particles and Fields Package, o Remote Sensing Package e o Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer – foi completada durante a fase de viagem de cruzeiro com destino a Marte.
“Todo dia em Marte é ouro”, disse David Mitchell, gerente de projeto da MAVEN no Goddars Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “As checagens iniciais dos instrumentos e dos sistemas da nave durante a fase de cruzeiro permitiram que nós pudéssemos mover para a fase científica, que começa logo que nós chegarmos em Marte”.
A viagem também deu à equipe, uma oportunidade de coletar dados do vento solar interplanetário usando o Fields and Particles Package.
Enquanto isso, equipes na Califórnia, Colorado e em Maryland fizeram ensaios da manobra de entrada na órbita, duas vezes. A equipe de ciência também realizou uma simulação de uma semana de planejamento e implementação necessária para se obter dados científicos. Dois meses antes da chegada em Marte, todos os instrumentos foram desligados, para se preparar para a inserção na órbita.
Durante a inserção na órbita, a MAVEN será controlada por seus computadores de bordo. Nesse momento, a equipe carregado as informações mais atualizadas sobre a localização da sonda, a velocidade e a orientação. As instruções de inserção serão atualizadas, e as válvulas de combustível serão abertas, para esquentar o combustível a uma temperatura operacional de 25 a 26 graus Celsius.
Se tudo correr bem, a sonda não precisará de mais comandos desde a Terra. A exceção importante é que as correções finais de trajetória, serão feitas, se necessárias, 24 horas ou 6 horas antes da inserção. Isso só irá acontecer, contudo, se a equipe de navegação concluir que a sonda está voando a uma altura muito baixa.
Caso contrário, durante as últimas 24 horas, a sonda carregará procedimentos pré-programados para fazer todos os sistemas ficarem o mais “calmos” possível, que é a condição mais segura para a inserção na órbita. Esses passos incluem a execução automática de uma nova versão da proteção de falha, que nos dirá como a sonda reagirá a uma anomalia em um de seus componentes de bordo durante a inserção na órbita.
Além disso, a sonda terá que se reorientar sozinha, assim os foguetes serão apontados na direção correta para realizar a queima. Nessa orientação final, a antena de alto ganho da MAVEN, que é usada na maior parte das vezes para comunicação, com a sonda, será apontada para longe da Terra. Durante esse período a antena de baixo ganho da MAVEN será usada para uma capacidade limitada de comunicação numa taxa de dados reduzidos.
Por último, a inserção começará. Pelos próximos 33 minutos, a sonda queimará mais da metade de seu combustível a bordo à medida que ela entra numa órbita localizada a 380 quilômetros acima do polo norte de Marte.
Três minutos depois que os foguetes forem desligados, os computadores da MAVEN voltarão para a posição segura, reorientarão a sonda para apontar a antena de alto ganho, novamente para a Terra, e reestabelecerão as comunicações normais. Nesse ponto, a MAVEN transmitira os dados obtidos durante a inserção para a Terra, juntamente com informações sobre o estado da sonda, e então a equipe da MAVEN em Terra poderá descobrir se tudo ocorreu como o planejado.
“Então haverá um respiro de alívio”, disse Carlos Gomez-Rosa, gerente de operações científicas da missão no Goddard.
Posteriormente, a equipe irá carregar novas instruções para a porção científica da missão, bem como ligará os instrumentos para verificar o estado dos instrumentos científicos.
A equipe realizará seis manobras para mover a sonda do seu ponto de inserção na órbita para uma órbita de quatro horas e meia ao redor de Marte, que será usada para a aquisição dos dados científicos.
A órbita científica será elíptica, com a sonda voando a aproximadamente 150 quilômetros acima da superfície no periapse, ou no ponto mais próximo, numa órbita que permitirá que a sonda “cheire de perto”, a atmosfera superior de Marte. No apoapse, o ponto mais distante da superfície, a MAVEN estará a uma distância de 6300 km do planeta permitindo que ela então observe a atmosfera como um todo.
Em cada passagem a MAVEN fará medidas da composição da estrutura e do escape de gases atmosféricos de Marte.
“A órbita da MAVEN através do tênue topo da atmosfera será única entre as missões em Marte”, disse Jakosky. “Nós teremos uma nova perspectiva do planeta, da história do clima marciano, da água líquida e da habitabilidade planetária para micróbios”.
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