Foguete da SpaceX lançou a KPLO para órbita lunar
A Coreia do Sul juntou-se clube de exploradores lunares na quinta-feira, 4 de agosto de 2022, com o lançamento de um orbitador lunar que explorará futuros pontos de pouso. A sonda KPLO, ou Danuri, lançada pela SpaceX do Space Launch Complex 40 da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, já está percorrendo uma trajetória Terra-Lua indireta para economizar propelente e chegará ao alvo em dezembro. O foguete Falcon 9 v1.2 FT Block 5 número B1052.6 decolou às 19:08 ET (23:08 UTC, 20:08 Brasilia). Foi a segunda tentativa da Coreia do Sul no espaço em seis semanas. Se for bem-sucedida, a nave se juntará às dos EUA e da Índia que já operam ao redor da Lua e a um rover chinês explorando o lado oculto do satélite natural terrestre. Índia, Rússia e Japão têm novas missões lunares programadas para o final deste ano ou no próximo, assim como uma série de empresas privadas americanas e em outros países. O foguete ‘core’ de primeiro estágio pousou a 640km do local de lançamento na balsa-drone Just Read The Instructions. A posição estimada de recuperação das conchas da carenagem de cabeça do foguete foi estimada em 730 km de distância da Flórida.
O segundo estágio do foguete fez várias ignições para colocar a sonda numa trajetória de apogeu e perigeu iniciais de 250 km, inclinada em 28.5 graus. Depois, a trajetória mudará para perigeu de 1.687.814 km e apogeu de 1.687.813,9 km.
A Danuri – expressão coreana para “Explorador da Lua”, ou KPLO – Korean Pathfinder Lunar Orbiter – está carregando seis instrumentos científicos, incluindo uma câmera da NASA. Ela foi projetada para estudar as crateras cheias de gelo e permanentemente sombreadas nos pólos lunares. A NASA favorece o pólo sul lunar para futuros postos avançados de astronautas devido à evidência de água congelada. A Coreia do Sul planeja pousar sua própria espaçonave na Lua – uma sonda robótica – até 2030 ou depois.
A KPLO é a primeira missão lunar desenvolvida e gerenciada pelo Korean Aerospace Research Institute, e será uma missão conjunta com a NASA. O orbitador em forma de cubo circulará a Lua por cerca de um ano. Durante esse período, realizará seis experimentos: cinco de universidades e institutos de pesquisa coreanos e um dos EUA, afirmou a agência espacial sul-coreana.
Os experimentos a bordo são:
- Medição de raios gama vindos da superfície lunar.
- Internet espacial : Demonstrar uma rede tolerante a interrupções, ou “internet espacial”.
- Medição o campo magnético lunar .
- Lunar Terrain Imager : Uma câmera de alta resolução que tirará fotos de possíveis locais de pouso para futuras missões de exploração lunar.
- Câmera Polarimétrica Grande Angular : Este experimento estudará a composição da superfície da Lua, exceto as regiões polares e depósitos vulcânicos.
- ShadowCam : Experimento financiado pela NASA usando uma câmera ultrassensível para tirar fotos das áreas permanentemente sombreadas da Lua para estudar o terreno e procurar evidências de geada e depósitos de gelo.
A missão de US$ 180 milhões – o primeiro passo do país na exploração lunar – apresenta um satélite quadrado, movido a energia solar, projetado para orbitar a 100 quilômetros acima da superfície lunar. Os cientistas esperam coletar dados geológicos e outros por pelo menos um ano dessa órbita polar baixa.
Em junho, a Coreia do Sul lançou com sucesso um pacote de satélites em órbita ao redor da Terra pela primeira vez usando seu próprio foguete. A primeira tentativa fracassou no outono passado, com o satélite de teste não conseguindo atingir a órbita. Em maio, o país se juntou a uma coalizão liderada pelos americanos para explorar a Lua com astronautas nos próximos anos e décadas, no qual a NASA está visando o final deste mês para o primeiro lançamento, em seu programa Artemis. O objetivo é enviar uma cápsula não-tripulada ao redor da Lua e voltar para testar os sistemas antes que uma tripulação suba a bordo em dois anos. “… a Danuri é apenas o começo”, disse Sang-Ryool Lee, presidente do Korea Aerospace Research Institute, no webcast de lançamento da SpaceX.
A vida útil da missão prevê um ano de operação em uma órbita circular de 100 km acima da superfície lunar, com ângulo de inclinação de 90 graus. A massa total de lançamento da KPLO é de aproximadamente 678 kg, incluindo as seis cargas úteis. A espaçonave tem forma cúbica (dimensões são 1,82 m x 2,14 m x 2,29 m) com dois painéis solares e uma antena parabólica de alto ganho montada em uma lança. As comunicações são via banda S (telemetria e comando) e banda X (downlink de dados de carga útil). A energia (760 W a 28 V) é fornecida através dos painéis solares e baterias recarregáveis. O método inicial de transferência original para alcançar a Lua era usar uma órbita de “loop” de 3,5 fases ao redor da Terra; no entanto, o método WSB/BLT (Weak Stability Boundary/Ballistic Lunar Transfer) foi selecionado posteriormente para economizar delta V, o que acaba por garantir mais combustível. Sabe-se que uma média de cerca de 160 m/s de economia de delta V pode ser alcançada selecionando o método WSB/BLT em comparação com o método convencional de transferência, e a KPLO realmente economizará cerca de 165 m/s de delta V .
Com um investimento de 237 bilhões de won (moeda da Coreia do Sul e equivalente a US$ 180 milhões) e desenvolvida ao longo de seis anos, a KPLO traz entusiasmo aos pesquisadores e cientistas, pois a sonda tem como objetivo revelar aspectos cruciais da Lua, incluindo antigo magnetismo e poeira espalhada por sua superfície. Os pesquisadores esperam que a sonda lance luz sobre fontes de água escondidas junto com gelo perto dos pólos, especialmente nas áreas que permanecem frias e escuras permanentemente.
Com o método WSB/BLT, o período de lançamento da linha de base para a KPLO era de aproximadamente 40 dias (do final de julho ao início de setembro de 2022). Após vários meses de transferência, a nave chegará à Lua em meados de dezembro de 2022 e iniciará a fase de Aquisição da Órbita Lunar (LOA). Durante a fase LOA, que deve durar aproximadamente 15 dias, a KPLO realizará um total de cinco queimas de Inserção de Órbita Lunar (LOI) para atingir sua órbita-alvo final. Imediatamente após a fase de LOA, a fase de comissionamento será iniciada por um período de aproximadamente um mês. Durante a fase de comissionamento, não apenas o chassi da KPLO, mas também todos os instrumentos a bordo serão calibrados e validados para conduzir a próxima missão nominal de um ano ao redor da Lua.
Para ser inserida em órbita lunar (lunar orbit acquisition, LOA), a espaçonave foi projetada com quatro motores de manobra orbital, o Orbit Maneuver Thruster (OMT), com aproximadamente 31,8 Newtons de empuxo com 227 s de Isp (impulso específico) para execução de grandes queimas, e oito motores de controle de atitude, o Attitude Control Thruster (ACT ) com aproximadamente 3,48 N com 218 s de Isp para execução de pequenas queimas. Todos esses mecanismos serão agrupados para execuções de gravação. Quatro motores OMT serão agrupados para serem usados para o propulsor principal definido para grandes queimas durante a fase de transferência e LOA, ou seja, lunar orbit insertion ou LOIs, bem como Manobras de Correção de Trajetória (TCMs) de grande porte que exigem mais de 10 m/s de deltaVs. Para pequenas queimas, como para TCMs com menos de 10 m/s, despejo de impulso e manutenção de órbita durante a fase de missão nominal, oito motores ACT individuais serão agrupados em conjuntos de dois ACT.
Ambiçoes científicas
Os cientistas espaciais da Coreia do Sul esperam que a missão lunar inaugural do país facilite projetos mais ambiciosos no futuro. Kyeong-ja Kim, o principal investigador de um instrumento da Danuri, o espectrômetro de raios gama e geocientista planetário do Instituto Coreano de Geociência e Recursos Minerais em Daejeon, expressou suas esperanças sobre a missão dizendo: “O sucesso para a Danuri garantirá a futura exploração planetária. Todo mundo está muito feliz e animado.”
Eunhyeuk Kim, o cientista do projeto para a missão no KARI em Daejeon, disse: “A espaçonave está pronta para ser lançada”. Ao expressar as cautelas da equipe, Kim disse: “Até o momento do lançamento, verificaremos todos os sistemas repetidamente”. Rachel Klima, geóloga planetária do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, e parte da equipe científica da missão, comentou: “É tão interessante ver mais e mais países enviando seus orbitadores e aumentando a compreensão global do que está acontecendo na Lua.” A Danuri terá cinco instrumentos científicos, entre os quais o PolCam, que será a primeira câmera a escanear a superfície lunar usando luz polarizada e registrará como a luz reflete na superfície lunar.
“Isso pode ajudar os pesquisadores a estudar objetos incomuns, como as pequenas e porosas torres de poeira chamadas estruturas de castelos de fadas”, comentou Klima. Outra câmera altamente sensível fornecida pela NASA, a ShadowCam, capturará imagens das regiões permanentemente sombreadas. Essas regiões nunca recebem luz solar.
“Desde logo após a formação da Lua, materiais voláteis, como água de cometas, saltaram de sua superfície e ficam presos nessas regiões muito frias. Temos bilhões de anos de história do Sistema Solar presos nas camadas dessas armadilhas frias. Ao dar aos pesquisadores uma visão do terreno nessas regiões e identificar regiões mais brilhantes que podem ser depósitos de gelo, o ShadowCam poderá informar futuras missões de pouso para estudar essa história”, comentou Klima.
A Danuri também tem um magnetômetro junto com os instrumentos ópticos, e os cientistas acreditam que ele poderá ajudar a revelar os aspectos cruciais do magnetismo da Lua. A superfície da Lua demonstra regiões altamente magnéticas, sugerindo que o núcleo lunar gerou um campo magnético tão forte quanto a Terra através de um processo conhecido como dínamo. Os cientistas continuam intrigados com o fenômeno magnético lunar. O núcleo da Lua é muito menor e proporcionalmente distante da superfície em comparação com a Terra. Então, como o núcleo poderia ter mantido um dínamo tão forte permanece indefinido. A missão sul-coreana pode revelar algo sobre isso, acreditam os especialistas.
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