NASA acha que é hora de voltar a Netuno com sua missão Trident

É hora de voltar para Netuno e sua lua, Tritão? Pode ser. Afinal, temos alguns negócios inacabados lá.

Faz 30 anos desde que a sonda Voyager 2 da NASA sobrevoou a gigante do gás e sua maior lua, e esse sobrevôo colocou mais perguntas do que respondeu. Talvez tenhamos algumas respostas em 2038, quando as posições de Júpiter, Netuno e Tritão serão perfeitas para uma missão.

A NASA está deliberando sobre a próxima missão em seu Programa de Descoberta , limitando-a a quatro possibilidades: uma missão para estudar a atmosfera de Vênus, uma para observar a atividade vulcânica na lua Io de Júpiter, uma para mapear a superfície de Vênus e estudar sua geologia e uma para explorar a lua de Netuno, Tritão.

A missão conceitual de Triton é chamada Trident, e está competindo com os outros três para se tornar uma missão completa.

"Triton sempre foi um dos corpos mais emocionantes e intrigantes do sistema solar."

Louise Prockter, diretora do Instituto Lunar e Planetário

Netuno é um planeta raramente visitado. De fato, apenas uma espaçonave já visitou. A Voyager 2 passou por Netuno em 1989 e nos deu alguns vislumbres tentadores de sua estranha lua, Triton.

"Triton sempre foi um dos corpos mais emocionantes e intrigantes do sistema solar", disse Louise Prockter, diretora da Associação de Pesquisa Espacial do Instituto Lunar e Planetário / Universidades em Houston. Como investigador principal, Prockter lideraria a missão Trident proposta. "Eu sempre amei as imagens da Voyager 2 e seus vislumbres tentadores dessa lua bizarra e louca que ninguém entende", acrescentou Prockter em um comunicado à imprensa .

Global Color Mosaic of Triton, tirada pela Voyager 2 em 1989. 

Crédito: NASA / JPL / USGS

A missão Trident seria lançada em 2026, aproveitando um alinhamento raro e eficiente entre Júpiter, Netuno e Triton em 2038. Ajudaria a gravidade a sobrevoar a Terra, Vênus e Júpiter antes de continuar em Netuno. Todos esses sobrevôos ajudarão a impulsionar a nave espacial em direção ao seu objetivo. Em seguida, realizava um sobrevôo de Netuno e depois um sobrevôo de Tritão. Infelizmente, o perfil da missão não inclui nenhum orbitador ou lander.

O caminho único da sonda significaria que, mesmo com apenas um sobrevôo de Tritão, seria capaz de mapear quase completamente a superfície da lua. Também seria capaz de voar a 500 km (310 milhas) da superfície, diretamente através da atmosfera fina de Triton.

"Os projetistas e navegadores da missão são muito bons nisso", disse William Frazier, JPL, engenheiro de sistemas de projetos da Trident. "Após 13 anos voando pelo sistema solar, podemos percorrer com confiança a extremidade superior da atmosfera de Triton - o que é bastante impressionante."

Tritão é de longe a maior das luas de Netuno. Está em uma contra-rotação com Netuno e é provavelmente um Objeto do Cinturão de Kuiper capturado, em vez de uma lua in situ. A lua externa de Netuno, Neried, está em uma órbita altamente elíptica e não é mostrada. 

Crédito de imagem: NASA / ESA / A. Feild, STScI

Triton tem um punhado de características estranhas que imploram por explicações.

Quando a Voyager 2 passou por Triton, em 1989, viu algumas coisas que despertaram nossa curiosidade. Houve erupções de gás nitrogênio e poeira atingindo até 8 km (5 milhas) de altura. Apenas algumas crateras de impacto eram visíveis, e a superfície havia ressurgido repetidamente. Havia cordilheiras, sulcos, afloramentos, planícies e planaltos, mas nenhuma variação de superfície superior a 1 km.

A superfície de Triton é muito acidentada, marcada por bolhas crescentes de gelo, falhas e fossas vulcânicas e fluxos de lava compostos de água e outros sorvetes. A superfície também é extremamente jovem e com poucas crateras, e pode estar geologicamente ativa hoje. Esta imagem da Voyager mostra o "terreno de melão" da lua. Esta cena é da ordem de 150 metros (500 pés) de diâmetro. O alívio vertical foi exagerado por um fator de 25 para auxiliar na interpretação. 

Crédito de imagem: NASA / JPL / Associação de Pesquisa Espacial das Universidades / Instituto Lunar e Planetário

"Triton é estranho, mas ainda assim relevante por causa da ciência que podemos fazer lá", disse o cientista do projeto Karl Mitchell Trident da JPL. “Sabemos que a superfície tem todos esses recursos que nunca vimos antes, o que nos motiva a querer saber 'Como esse mundo funciona?'”

Três imagens granuladas da superfície de Triton da Voyager 2. Esta é uma sequência temporal de imagens tiradas em 45 minutos, de cima para baixo. Eles mostram uma pluma escura de material semelhante a um gêiser, atingindo uma altura de 8 km (5 milhas) acima da superfície. A nuvem de material desce para a direita por cerca de 150 km (100 milhas) e parece ficar mais densa em cada imagem. 

Crédito de imagem: NASA / JPL

Os cientistas também reuniram o interior de Triton, embora exista muito que exija confirmação e muitos que ainda não sabem. Provavelmente é um corpo diferenciado, o que significa que tem uma crosta, um manto e um núcleo. Mas o manto provavelmente é água líquida e é provável que haja material radioativo suficiente no núcleo de Triton para manter a água quente. Há evidências para apoiar tudo isso, mas uma missão esclareceria um pouco disso e, esperançosamente, responderia a outras perguntas.

Há mais estranheza quando se trata de Triton. Está em uma órbita de grau retro com Netuno, o que significa que orbita na direção oposta à rotação de Netuno. É a única lua grande no Sistema Solar a fazê-lo. A única explicação para sua contra-rotação é que é um objeto capturado do cinturão de Kuiper , em vez de uma lua in situ. Também é fortemente inclinado em relação a Netuno, compensado em 23 graus.

Esta imagem da Voyager 2 mostra um close de uma cadeia proeminente de características vulcânicas cercadas por planícies vulcânicas suaves formadas por lavas ou depósitos de cinzas de água ou outros sorvetes, como metano ou amônia. As covas e cúpulas menores têm tipicamente 10 quilômetros de diâmetro e têm um relevo de não mais do que algumas centenas de metros (várias centenas de pés). As grandes depressões na extremidade esquerda e direita da cadeia são de 50 a 80 quilômetros (31 a 50 milhas) de diâmetro. 

Crédito de imagem: NASA / JPL / Associação de Pesquisa Espacial das Universidades / Instituto Lunar e Planetário

E depois há a atmosfera. Triton tem uma atmosfera de nitrogênio muito fina , com apenas pequenas quantidades de monóxido de carbono e metano. Os cientistas pensam que a atmosfera provém do gelo de nitrogênio derretido da superfície, que é coberta por uma fina camada de nitrogênio congelado recozido. E a ionosfera da lua está cheia de partículas carregadas e é 10 vezes mais ativa do que qualquer outra lua.

Uma nova proposta de missão do Discovery, o Trident exploraria a maior lua de Netuno, Triton, que é potencialmente um mundo oceânico com água líquida sob sua crosta gelada. Trident visa responder às perguntas descritas na ilustração gráfica acima. 

Crédito: NASA / JPL-Caltech

A ionosfera ativa é uma das qualidades mais misteriosas de Tritão. Normalmente, essa atividade é impulsionada pelo sol. Mas Tritão está tão longe do Sol - 30 vezes mais distante do que a Terra - que outra coisa deve estar dirigindo toda essa atividade.

O problema é que sabemos tudo isso a partir da passagem única da Voyager 2, a uma distância de 40.000 km (25.000 milhas) de Triton. Precisamos de um olhar mais atento para aprender mais sobre essa estranha lua capturada.

Em seu trabalho, a NASA identificou várias questões prioritárias de nível superior que orientam suas seleções de missão. Estas são algumas das perguntas priorizadas pelo Grupo de Avaliação de Planetas Externos da NASA :

• Qual é a distribuição e a história da vida no sistema solar?
• Qual é a origem, evolução e estrutura dos sistemas planetários?
• Que processos atuais moldam os sistemas planetários e como esses processos criam resultados diversos dentro e entre mundos diferentes?

Um impulso importante de todo esse desejo exploratório está centrado na água e o potencial manto de água líquida de Triton.

O Grupo de Avaliação de Planetas Externos da NASA tem um conjunto específico de perguntas que lidam com a água, os mundos oceânicos e o papel que desempenham:

• O que controla a habitabilidade dos mundos oceânicos?
• Os mundos oceânicos mantêm a vida agora, ou no passado?
• Que papel os planetas gigantes tiveram no surgimento da vida na Terra ou em outras partes do sistema solar?

Existem outras luas oceânicas suspeitas no Sistema Solar, como Europa, Ganímedes e Encélado. Mas Tritão está muito mais longe do Sol do que as outras luas e, ao contrário dessas luas, o oceano sub-superficial de Triton provavelmente se desenvolveu depois que Netuno o capturou. Como foi o processo?

Aqui estão retratados Europa, Ganimedes e Encélado, três luas em nosso Sistema Solar com suspeitos oceanos sub-superficiais. Muitas perguntas sobre sua habitabilidade. 

Crédito de imagem: NASA / JPL

“Como dissemos à NASA em nossa proposta de missão, Triton não é apenas uma chave para a ciência do sistema solar - é um chaveiro: um objeto capturado do Cinturão de Kuiper que evoluiu, um mundo oceânico em potencial com plumas ativas, uma ionosfera energética e uma jovem , superfície única ”, disse o cientista do projeto Trident Karl Mitchell.

A missão Trident não pode responder a todas essas perguntas ao mesmo tempo. Mas isso pode ser nulo. Os instrumentos que compõem a carga científica serão selecionados para avançar nosso entendimento sobre Triton em algumas frentes, não apenas no aspecto da água.

No caso de Trident, o conceito atual exige câmeras, dois espectrômetros, um magnetômetro e um experimento de ciências radioelétricas. Um espectrômetro de infravermelho mapeava a superfície, um espectrômetro de plasma investigava a atmosfera, especialmente a ionosfera ativa de Triton, e o magnetômetro detectava qualquer oceano sub-superficial.

A Trident usaria sua câmera de imagem em tamanho cheio para capturar as mesmas plumas que a Voyager 2 imaginou, mas em pleno "brilho de Netuno", quando a luz refletida do Sol iluminará o lado escuro de Triton. Os cientistas podem observar mudanças desde a última visita e aprender mais sobre o quão ativo o Triton é.

Houve muitas missões propostas para Netuno e Tritão ao longo dos anos. Incluindo Urano e suas luas, o par de gigantes do gelo e seus satélites representam a única classe de planeta que não exploramos em nosso Sistema Solar. E explorá-los não responderá apenas a perguntas sobre nosso próprio sistema. O tipo mais comum de exoplaneta detectado até agora são os planetas semelhantes a Netuno. Portanto, o que quer que aprendemos sobre Triton, parte disso se estenderá à nossa compreensão dos exoplanetas.

A ESA está considerando uma missão para os gigantes do gelo do nosso Sistema Solar e suas luas. As atmosferas gigantes de gelo são moldadas por processos dinâmicos, químicos e radiativos que não são encontrados em nenhum outro local do nosso Sistema Solar. As estranhas propriedades de Triton fazem com que ele se destaque de seus pares. As imagens A e C são representações de cores falsas das observações da Voyager 2 de Urano e Netuno, respectivamente. As imagens B e D foram adquiridas pelo Telescópio Espacial Hubble em 2018. 

Crédito da imagem: Fletcher et al, 2020.

A missão Triton é apenas um conceito neste momento. E está competindo com outras três missões pela seleção. No verão de 2021, a NASA reduziu a escolha para dois finalistas, ou possivelmente um vencedor.

As propriedades incomuns de Triton têm muito a nos ensinar sobre a evolução do Sistema Solar, sobre a água, a habitabilidade e o potencial de vida no Sistema Solar externo, longe do Sol. De nossa grande distância, somos forçados a adivinhar e questionar sobre essa lua estranha e a embaralhar e embaralhar nossas poucas imagens tentadoras dela.

Mas queremos mais respostas. E a única maneira de obter respostas reais é partir.

Fonte - Universe Today

Expandindo referencias:

NASA - JPL