Japão tenta hoje lançar nave para pousar na Lua

Foguete H-2A também levará observatório de raios X; decolagem será nesta noite

O lançamento do foguete transportador H II A-202 n° F47 com o primeiro módulo lunar do Japão, chamado SLIM, acontecerá na noite de 6 para 7 de setembro de 2023, segundo a Mitsubishi Heavy Industries. A bordo está também o XRISM (para astronomia de raios X). A decolagem será a partir do Centro Espacial Tanegashima hoje, dia 6 às 23:42:11 UTC (20:42:11 hora de Brasília). A empresa disse que está monitorando as condições climáticas na área do Centro Espacial Tanegashima, no sudoeste da província de Kagoshima, uma vez que o lançamento do foguete já foi adiado diversas vezes devido aos fortes ventos. A janela de lançamento fecha em 15 de setembro.

O aparelho SLIM, com 2,4 metros de altura e 200 kg de peso, foi projetado para estudar as crateras e a topografia da Lua por meio de tecnologias semelhantes às utilizadas em sistemas de reconhecimento facial. O alunissador também está equipado com uma câmera especial que pode medir a quantidade de ferro e outros elementos encontrados nas rochas da superfície lunar. O módulo japonês possui tecnologias que permitem fazer um pouso preciso em um determinado local da Lua com um erro não superior a 100 metros. Os dados obtidos pelo aparelho deverão ser utilizados, principalmente, no âmbito do programa lunar Artemis da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos EUA.

O Japão planejou originalmente enviar o módulo à Lua em maio, mas o prazo foi adiado devido ao lançamento malsucedido do novo foguete de classe pesada H3. Se a missão for bem-sucedida, o Japão se tornará o quinto país do mundo a pousar um alunissador no satélite natural da Terra. Anteriormente, a União Soviética, os EUA, a China e a Índia conseguiram isso.

Satálite astronômico XRISM

O observatório XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission/ Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios-X do Japão – pronuncia-se “crism”), dará uma visão sem precedentes de alguns dos lugares mais quentes do universo. O satélite, pesando 2.300 kg, será colocado numa órbita circular de 500 km, inclinada em 31 graus. Inicialmente conhecido como XARM ( X-ray Astronomy Recovery Mission ), é um observatório que substituirá parcialmente o Astro H ‘Hitomi’ perdido. O satélite detectará raios X de 400 a 12.000 elétron-volts. (Para efeito de comparação, a energia da luz visível é de 2 a 3 elétron-volts.) A carga útil consiste em dois instrumentos, instalados nos focos de montagens XMA (X-ray Mirror Assembly) projetadas e desenvolvidas no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Cada um dos XMAs abriga centenas de conchas de alumínio concêntricas e de formato preciso, construídas em quadrantes e montadas em círculo. Ao todo, são mais de 3.200 segmentos de espelhos individuais nos dois conjuntos. Após o lançamento, o XRISM iniciará uma fase de calibração de meses, durante a qual o instrumento Resolve atingirá sua temperatura operacional.

O Resolve é um espectrômetro microcalorímetro de raios X suaves, desenvolvido em colaboração entre JAXA e NASA. Quando um raio X atinge o detector de 6 por 6 pixels, sua energia causa um pequeno aumento na temperatura. Ao medir a energia de cada raio X individual, o instrumento dá informações sobre a fonte, como sua composição, movimento e estado físico. Ele combina um conjunto leve de espelhos de raios X emparelhado com um espectrômetro de calorímetro de raios X e provê resolução de energia não dispersiva de 5-7 eV na passagem de banda de 0,3-12 keV com um campo de visão de cerca de 3 minutos de arco. “O instrumento Resolve nos permitirá observar a composição das fontes cósmicas de raios X em um grau que não era possível antes”, disse Richard Kelley, pesquisador principal do XRISM no Goddard Space Flight Center. “Prevemos muitos novos insights sobre os objetos mais quentes do universo, que incluem estrelas em explosão, buracos negros e galáxias alimentadas por eles, e aglomerados de galáxias.” O detector do instrumento é alguns centésimos de grau mais quente que isso. Para detectar essas pequenas mudanças de temperatura, deve operar apenas uma fração de grau acima do zero absoluto. Ele atinge esse estado em órbita após um processo de resfriamento mecânico de vários estágios dentro de um recipiente de hélio líquido do tamanho de uma geladeira. “O Resolve aproveita tecnologias desenvolvidas para missões anteriores de raios X, como Suzaku e Hitomi”, disse Lillian Reichenthal, gerente de projeto em Goddard. “Isso representa o culminar de anos de trabalho colaborativo entre a JAXA, a NASA e outros parceiros de todo o mundo.” O instrumento, uma colaboração entre a NASA e a JAXA, deve ser mantido tão frio porque funciona medindo o pequeno aumento de temperatura criado quando os raios X atingem o seu detector. Esta informação cria uma imagem de quão brilhante é a fonte em várias energias de raios X – o equivalente às cores da luz visível – e permite aos astronomos identificar elementos químicos através das suas impressões digitais, chamadas espectros. “Com os instrumentos atuais, só somos capazes de ver estas impressões digitais de uma forma comparativamente desfocada”, disse Brian Williams, cientista do projeto. “O Resolve proverá efetivamente à astrofísica de raios X um espectrômetro com uma lupa.”

Outro instrumento é o Xtend, um gerador de imagens de raios X suaves desenvolvido pela JAXA e universidades japonesas: um detector CCD que estende o campo do observatório para 38 minutos de arco na faixa de energia de 0,4-13 keV, usando um conjunto de espelho de raios X leve. Esta faixa dará aos astrofísicos novas informações sobre algumas das regiões mais quentes do universo , maiores estruturas e objetos com gravidade mais forte. O instrumento desenvolvido pela JAXA dará ao XRISM um dos maiores campos de visão de qualquer satélite de imagens de raios X já usado, observando uma área cerca de 60% maior que o tamanho médio aparente da Lua cheia. As imagens coletadas complementarão os dados coletados pelo Resolve. O Xtend realizará observações simultâneas com o Resolve, provendo informações complementares. Ambos os instrumentos contam com dois conjuntos de espelhos de raios X idênticos desenvolvidos em Goddard. O gerador de imagens é uma colaboração entre a JAXA e a NASA, com a participação da ESA (Agência Espacial Europeia). A contribuição da NASA inclui a participação científica da Agência Espacial Canadense.

Espaçonave acompanhante pousará na Lua

Acompanhando a espaçonave astronômica está o SLIM , ou Smart Lander for Ivestigating Moon, da JAXA. Este módulo de pouso de exploração em pequena escala foi projetado para demonstrar uma alunissagem “pontual” em um local específico dentro de 100 metros , em vez do alcance típico de quilômetros, contando com tecnologia de pouso de alta precisão. A precisão deu origem ao apelido da missão, Moon Sniper. O SLIM usará seu próprio sistema de propulsão para se dirigir à Lua.

A espaçonave é tem forma de cubo irregular com 2,4 metros de altura, 2,7 metros de largura e 1,7 metros de profundidade, com massa seca de 190 kg e massa totalmente carregada de 590 kg. O chassi é construído em torno do tanque de propelente como elemento estrutural. A energia é provida por células solares de película fina e baterias de íon de lítio. O SLIM carregará um radar de pouso para a descida final e uma câmera multibanda para exploração mineralógica da superfície, além de um pequeno conjunto de retrorrefletores a laser. O sistema de pouso usa uma base de espuma de alumínio esmagável para absorver o impacto. O sistema de propulsão compreende dois motores cerâmicos de 500 N para manobras em órbita e doze propulsores de 22 N para controle de atitude. Todos os motores e propulsores utilizam bipropelente hidrazina (N2H4)/tetróxido de nitrogênio (NTO – MON-3), armazenado em um tanque comum separado por uma antepara.

Perfil da Missão
O SLIM vai ser lançado como uma carga útil “rideshare” com o XRISM; chegará à órbita lunar cerca de três a quatro meses após o lançamento, orbitará a Lua por um mês entrará inicialmente em uma órbita de 600 x 15 km de altitude. Começará uma fase de descida propulsada para trazê-lo até 3,5 km de altitude e tentará um pouso suave . Usando a câmera de bordo, a posição da nave espacial em relação à superfície será determinada com precisão . Ao final desta fase, será iniciado um programa de detecção de obstáculos, para evitar quaisquer perigos no local de pouso. A cerca de 3 metros de altitude, os motores são desligados e o módulo de pouso cai na superfície. O peso de pouso será de cerca de 210 kg, e o objetivo é descer a 100 metros na manta de material ejetado da cratera Shioli (cratera centrada em aproximadamente 13.322 S, 25.232 E) nas proximidades do Mar do Néctar, onde pesquisará a composição das rochas que podem ajudar os cientistas a descobrir as origens. da Lua. O local de pouso fica logo ao sul do Mar da Tranquilidade, onde a Apollo 11 pousou perto do equador lunar em 1969. Depois dos Estados Unidos, da antiga União Soviética e da China, a Índia tornou-se o quarto país a executar uma alunissagem controlada na Lua quando a sua missão Chandrayaan-3 desceu perto do pólo sul lunar. Anteriormente, o módulo lunar Hakuto-R da empresa japonesa Ispace colidiu com a Lua durante uma tentativa de pouso em abril.

O foguete japonês de classe média H-IIA 202 foi criado por encomenda da Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) pela Mitsubishi Heavy Industries. É um lançador movido a hidrogênio e oxigênio líquidos com dois foguetes auxilares de propelente sólido (na versão 202, “2” de dois ‘boosters’) – capaz de lançar seis toneladas de carga útil em órbita. O primeiro vôo desse modelo geral (H-IIA) de foguete ocorreu em 29 de agosto de 2001. O custo de um lançamento é estimado em US $ 90 milhões. O transportador consiste em um primeiro estágio equipado com os dois ‘boosters’ e um motor principal, um segundo estágio que dá partida após o desligamento do primeiro e uma carenagem de cabeça que abriga o satélite. O comprimento total no momento do lançamento é de 53 metros e o peso total previsto é de 423 toneladas.