Nota: Para outros significados, vejaMessenger.| MESSENGER | |
|---|---|
 Impressão artística da sonda em órbita deMercúrio | |
| Descrição | |
| Tipo | Sonda espacial |
| Missão | Orbitador |
| Operador(es) |  NASA |
| Identificação NSSDC | 2004-030A |
| Identificação SATCAT | 28391 |
| Website | messenger.jhuapl.edu |
| Duração da missão | 10anos, 8meses e 28dias |
| Propriedades | |
| Fabricante | APL |
| Massa de lançamento | 1 107,9 quilogramas (2 400 lb) |
| Altura | 1,85 metros (6,1 ft) |
| Largura | 1,42 metros (4,7 ft) |
| Comprimento | 1,27 metros (4,2 ft) |
| Potência elétrica | 450Watts |
| Geração de energia | Painéis solares fotovoltaicos |
| Missão | |
| Contratante(s) | United Launch Alliance |
| Data de lançamento | 3 de agosto de2004, 06:15:56UTC |
| Veículo de lançamento | Delta II 7925H-9.5 |
| Local de lançamento | Cabo Canaveral, SLC-17 |
| Destino | Mercúrio |
| Data de inserção orbital | 18 de março de2011, 01:00UTC |
| Último contato | 30 de abril de2015 |
| Fim da missão | 30 de abril de2015, 19:40GMT |
| Decaimento | 30 de abril de2015, 19:26GMT |
| Especificações orbitais | |
| Referência orbital | Hermocêntrica |
| Regime orbital | Elíptica alta |
| Periastro | 200 quilômetros (120 mi) |
| Apoastro | 15 000 quilômetros (9 300 mi) |
| Inclinação orbital | 80° |
| Insígnia da missão | |
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MESSENGER foi a missão dasonda espacial não-tripulada daNASA, gerenciada peloJet Propulsion Laboratory - JPL, destinada a estudar as características e o ambiente do planetaMercúrio. Especificamente, os objetivoscientíficos da missão foram os de caracterizar a composiçãoquímica da superfície, a sua históriageológica, a natureza do seucampo magnético, o tamanho e o estado do núcleo planetário, pesquisar seus polos e a natureza da suaexosfera e da suamagnetosfera, numa missão orbital de inicialmente um ano terrestre de duração que transformou-se em quatro anos.
MESSENGER é umacrônimo eminglês deMErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging ("Superfície, Ambiente Espacial, Geoquímica e [Amplitude de] Órbita de Mercúrio"). Este acrônimo foi escolhido porque Mercúrio era o mensageiro dos deuses, de acordo com a mitologia romana.
A sonda foi lançada ao espaço em 3 de Agosto de 2004, a bordo de um fogueteBoeingDelta II, deCabo Canaveral, naFlórida,Estados Unidos. Foi a segunda dirigida a Mercúrio pelaNASA, e a primeira em 30 anos. O planeta foi visitado anteriormente apenas pela sondaMariner 10, que orbitou o planeta três vezes num período de dois anos, em 1974 e 1975, e obteve dados detalhados sobre menos da metade de sua superfície.
Em julho de 2008, os cientistas da missão foram surpreendidos com a descoberta deágua naexosfera doplaneta, através da análise de dados enviados pela sonda, quando ela fez sua primeira passagem próxima a Mercúrio em janeiro. Além disso, os dados da MESSENGER enviaram provas devulcanismo na superfície, com a descoberta deejecta proveniente delava vulcânica, através das imagens de alta definição da sonda e a evidência da existência de um núcleolíquido em Mercúrio.[1] Em outubro, durante o segundo sobrevoo, a sonda enviou para a Terra as mais nítidas imagens até então obtidas da superfície do planeta.[2]
Foi encerrada em 30 de abril de 2015, após esgotar seu combustível, sendo jogada pelos controladores da missão em terra sobre a superfície do planeta.[3] Dentre as muitas tarefas realizadas, a sonda determinou a composição da superfície de Mercúrio, sua história geológica, descobriu que seu campo magnético interior está deslocado do centro do planeta e verificou que seus depósitos polares são na maioria compostos de gelo.[4] A equipe científica vai continuar a usar os dados para colocar e responder a perguntas sobre a formação, evolução e o lugar do planeta Mercúrio em nosso sistema solar até o final do projeto MESSENGER em maio de2016.[5]
A equipe de ciência da sonda MESSENGER espera obter respostas a algumas intrigantes questões:
O corpo principal da sonda mede 1,42metro de altura, 1,85 metro de largura e 1,27 metro de profundidade. Seu guarda-sol frontal(sunshade) é constituído de pastilhas de cerâmica semelhantes às utilizadas noÔnibus Espacial; ele tem 2,5 metros de altura por 2 metros de comprimento. Lateralmente, foram montadas duas "asas" que constituem seuspainéis solares, fazendo a sonda ter seis metros de comprimento de uma ponta a outra.
A massa da sonda quando do lançamento era de aproximadamente 1 100quilogramas, incluindo 600 quilogramas depropelente e 500 quilogramas de massa da sonda propriamente dita e de seus instrumentos.
A sonda obtém energia através depainéis solares de 1,5 por 1,65 metro, constituídos decélulas solares dearsenieto de gálio, que geram uma energia de 385 a 485watts durante sua fase de cruzeiro e 650 watts quando em órbita de Mercúrio. Esses painéis alimentam umabateria deníquel-metal-hidreto (NiMH) com 23ampères-hora de carga.
Sua propulsão é feita através de umbipropelente constituído dehidrazina etetróxido de nitrogênio, para ações de grande empuxo; 16 empuxadores alimentados a hidrazina servem para pequenos ajustes de trajetória e para o controle de altitude.
Seus instrumentos científicos são: uma câmeragrande angular e outrateleobjetiva, umespectrômetro deraios gama e denêutrons, um espectrômetro deraios-X, um espectrômetro departículas de alta energia e deplasma, um espectrômetro de análise da composição da atmosfera e da superfície, ummagnetômetro, umaltímetro alaser e um experimento derádio.
O "cérebro" da sonda é composto por um módulo eletrônico integrado que hospeda dois sistemas compostos por ummicroprocessador de 25 MHz cada um, mais um processador de 10 MHz para proteção contra falhas. O modelo dos processadores é oIBM RAD 6000, projetado para ser resistente à radiação. Esse processador é semelhante ao IBMPOWER1, que equipava os primeiros modelos do microcomputadorMacintosh.
Para o controle da altitude, a sonda deve saber para onde está apontando. Ela fará então o uso de balizadores de estrelas, uma unidade de medida inercial, composta por quatrogiroscópios e quatroacelerômetros, mais seis sensores solares que funcionarão como unidades redundantes.
O controle de altitude é feito por meio de quatro rodas de reação situadas dentro da sonda, auxiliadas quando necessário por pequenos empuxadores. A MESSENGER deverá receber comandos e enviar dados primariamente por meio de uma antena de polarização circular operando nabanda X da faixa demicroondas.
A sonda MESSENGER foi construída para suportar o intenso calor em Mercúrio. Lá o Sol é cerca de 11 vezes mais brilhante que na Terra e a temperatura na superfície pode chegar a 450 grausCelsius, mas a MESSENGER deverá operar numa temperatura ambiente terrestre, possibilitada por um escudo térmico constituído de revestimentocerâmico.
Sua estrutura básica é composta degrafite-epóxi. Estematerial composto fornece a rigidez necessária à sonda para sobreviver ao lançamento, oferecendo a menor massa possível.
O custo da missão é de 427 milhões dedólares, incluindo a sonda, o desenvolvimento de seus instrumentos e do veículo lançador, os operadores da missão e a análise dos dados coletados.
A sonda MESSENGER utiliza a banda X da faixa demicroondas para se comunicar, através de duas antenas dealto ganho, duas pequenas antenas demédio ganho e mais quatro antenas debaixo ganho. Todas as antenas são fixas e podem eletronicamente dirigir seus sinais sem necessitar mover partes da antena. Durante suas operações normais, pelo menos uma ou duas antenas estarão apontadas para a Terra.
O lançamento da sonda estava previsto para ocorrer em umajanela de lançamento de 12 dias, que se iniciaria em11 de maio de2004. Mas a NASA anunciou em26 de março de2004 que a janela começaria em30 de julho de2004, com uma duração de 15 dias. Esta mudança na data de lançamento obrigou a uma mudança na trajetória que a sonda deveria seguir e atrasou sua chegada a Mercúrio em cerca de dois anos.
O sonda MESSENGER decolou na plataforma de lançamento 17B doCabo Canaveral, através de umfoguete descartável de três estágios daBoeing, em2 de agosto de 2004, quando ocorreu uma janela de lançamento de 13 dias de duração. Este foguete foi umDelta II 7925-H(heavy lift), um modelo largamente utilizado nas missões doPrograma Discovery. O primeiro estágio utilizou um motor principal daRocketdyne, modeloRS-27A, utilizando opropelente líquidoRP-1, uma mistura dequerosene comoxigênio líquido. O motor principal foi auxiliado por nove propulsores usando propelente sólido (hidroxil-polibutadieno). O segundo estágio foi ativado por um motor daAerojet, modeloAJ10-118K. Este motor utilizou um propelente líquido, oAerozine 50, uma mistura dehidrazina comdimetil-hidrazina, reagindo com otetróxido de nitrogênio comooxidante. Um motorStar-48B, daThiokol, forneceu o empuxo para o terceiro estágio. O motor utilizou um propelente sólido baseado noperclorato de amônio. O terceiro estágio conduziu a sonda para uma órbitaheliocêntrica.
No seu novo plano de voo, a sonda percorreu 7,9 bilhões de quilômetros, que incluíram 15 voltas em torno doSol. A sonda MESSENGER fez seisassistências gravitacionais antes de chegar a Mercúrio. A primeira manobra foi feita com o auxílio da gravidade daTerra, logo após o lançamento. Houve ainda mais duas manobras com a ajuda deVênus, em outubro de2006 e junho de2007.
A primeira aproximação de Mercúrio ocorreu em janeiro de2008, uma segunda aproximação ocorreu em outubro de 2008 e a terceira em setembro de2009.
Essas orbitações serviram como ajustes finos para a sonda obter dados, entrando finalmente em órbita do planeta em março de2011.
Os instrumentos a bordo do Messenger serão activados e verificados no dia 23 de Março e no dia 4 de Abril irá começar a fase científica da missão.
Originalmente, a sonda deveria orbitar Mercúrio em2009.
| Data | Evento |
|---|---|
| 3 de agosto de 2004 | Lançamento da MESSENGER. |
| 2 de agosto de 2005 | Primeiro sobrevoo na Terra |
| 24 de outubro de 2006 | Primeiro sobrevoo em Vênus |
| 14 de janeiro de 2008 | Primeiro sobrevoo em Mercúrio |
| 18 de março de 2011 | Inserção orbital em Mercúrio |
| 17 de março de 2012 | Início da missão principal |
| 17 de março de 2013 | Início da missão estendida |
| 30 de abril de 2015 | Fim da missão |
A manobra com os foguetes para inserir a MESSENGER na órbita de Mercúrio começou à 00h45 (UTC) de 18 de março de 2011. Durou cerca de 15 minutos, e a confirmação que a sonda entrou na órbita de Mercúrio foi recebida à 1h10 (UTC) de 18 de março.[6] O engenheiro-chefe da missão, Eric Finnegan, disse que a sonda conseguiu uma órbita praticamente perfeita.[7] Em março de 2011, a NASA publicou as primeiras fotos de Mercúrio tiradas durante a órbita da MESSENGER.[8]
A órbita da MESSENGER em torno de Mercúrio é bastante elíptica. No seu ponto mais próximo do planeta, a sonda está a uma altitude de 200 km e, no ponto mais afastado, a cerca de 15 000 km de distância. O plano da órbita é inclinado 80 graus em relação ao plano equatorial de Mercúrio. A sonda completa uma volta a cada 12 horas.
Enquanto a sonda MESSENGER estiver circundando Mercúrio, a radiação e a gravidade do Sol deverão afetar a trajetória da sonda. Uma vez por ano de Mercúrio (igual a 88 dias da Terra), seus foguetes serão acionados para reposicionar a sonda em sua órbita original.
Após a inserção orbital da MESSENGER, um período de teste de 18 dias aconteceu. Os instrumentos científicos da sonda foram ligados e testados para garantir que haviam completado a viagem sem sofrer danos.[9] Essa fase demonstrou que todos os equipamentos estavam funcionando normalmente[10] A missão primária começou em 4 de abril, como esperado, com a MESSENGER orbitando Mercúrio a cada 12 horas por uma duração de doze meses terrestres, o equivalente a dois dias solares em Mercúrio.[10]
Em 5 de outubro de 2011, os resultados científicos obtidos pela MESSENGER durante os primeiros seis meses terrestres em órbita foram apresentados no European Planetary Science Congress emNantes,França.[11] Entre as descobertas apresentadas estava a concentração inesperadamente alta demagnésio ecálcio achada no lado noturno de Mercúrio, e o fato que ocampo magnético de Mercúrio está deslocado para o norte do centro do planeta.[11]
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Em novembro de 2011, a NASA anunciou que a missão MESSENGER seria estendida por um ano.[12] A missão estendida começou em 17 de março de 2012, e continuará até março de 2013. Entre 16 de abril e 20 de abril de 2012, a MESSENGER realizou uma série de manobras com seus foguetes, colocando-a em uma órbita de oito dias.[13]
Em novembro de 2012, a NASA anunciou que a MESSENGER descobriugelo de água e compostos orgânicos em crateras que nunca recebem luz solar no polo norte de Mercúrio.[14]
À medida que sua órbita começou a decair no início de 2015, a MESSENGER conseguiu tirar fotografias detalhadas de crateras cheias de gelo e outras formas de relevo no pólo norte de Mercúrio.[15] Depois que a missão foi concluída, a revisão dos dados de alcance de rádio forneceu a primeira medição da taxa de perda de massa do Sol.[16]
Com o esgotamento de seu combustível, a missão da sonda espacialMESSENGER chegou ao fim em 30 de abril de 2015, quando os controladores da missão a jogaram propositalmente sobre a superfície mercuriana, a mais de 14 mil km/h, abrindo uma cratera de 16 m dediâmetro no solo. O impacto se deu às 19h26 UTC, ao norte dabaciaShakespeare,[17] e não pode ser visto da Terra por acontecer no lado escuro do planeta.[3] No total, a espaçonave cumpriu 4 105 órbitas coletando dados científicos em torno do planeta por um período de mais de quatro anos, desde a primeira órbita em17 de março de2011[4] e esses dados continuarão a ser analisados até o final do projeto MESSENGER em maio de2016.[5]
Em 1 de agosto de 2014, em comemoração ao 10º aniversário do seu lançamento, a equipe da MESSENGER lançou um filme que mostra um sobrevoo de Mercúrio. O filme é acelerado por um fator de sete para facilitar a visualização.[18]
A MESSENGER confirmou que algumas crateras próximas aos pólos de Mercúrio contêm água (em forma de gelo), protegido em algumas partes do calor do sol na sombra permanente. MESSENGER foi capaz de olhar nos pólos de Mercúrio como nenhuma outra nave espacial ou telescópio, e confirmou que os pólos de Mercúrio têm temperaturas inferiores a −173 ºC (−280 ºF). Parte do gelo polar é coberto por uma matéria orgânica escura misteriosa que os pesquisadores ainda não compreendem sua natureza.[19]
A MESSENGER encontrou depressões planas em muitas das crateras de Mercúrio. Esses "cavidades" geralmente têm bordas claras e podem ter se formado onde os materiais voláteis foram perdidos para o espaço. Messenger também descobriu e fotografou muitos respiradouros vulcânicos.
Em um estudo detalhando campo magnético do planeta, publicada em maio de 2015, os pesquisadores usaram dados obtidos pela MESSENGER, no outono de2014 e início de2015, quando a sonda voou incrivelmente perto da superfície do planeta - em altitudes tão baixas quanto a 15 km. Nos anos anteriores, mais baixas altitudes da MESSENGER foram entre 200 e 500 quilômetros. Esses dados revelam que o campo magnético de Mercúrio é de quase quatro bilhões de anos.[20]
Ver artigo principal:Programa DiscoveryA missão MESSENGER é a sétima missão do programa de exploração espacialDiscovery, da NASA, um programa científico que estabeleceu metas para o desenvolvimento de missões de baixo custo para a pesquisa espacial.
.PMID 29348613.doi:10.1038/s41467-017-02558-1. Consultado em 23 de março de 2022 