Os planos da China para a exploração do Sistema Solar exterior

A China tem estado ocupada explorando o interior do Sistema Solar nos últimos anos. Sua primeira missão interplanetária independente, Tianwen-1, foi lançada para Marte em 2020. Tianwen-2 está em desenvolvimento e será lançada em 2025 para atingir um asteroide próximo à Terra e um cometa do cinturão principal. Tianwen-3, um ambicioso projeto de retorno de amostras de Marte, está em fase de planejamento.

Agora, os planos da China para explorar o Sistema Solar exterior estão a tomar forma, sendo o satélite natural de Júpiter, Calisto, e um dos gigantes de gelo os principais alvos.

Tianwen-4 em Calisto

A próxima missão da China, que se chamará Tianwen-4, terá como alvo Júpiter. A China estava considerando dois cenários principais: o Júpiter Callisto Orbiter, que se concentraria no satélite natural Calisto e possivelmente incluiria um módulo de pouso, e o Júpiter System Observer, que estudaria os satélites irregulares do gigante gasoso.

Porém, parece que Calisto será o foco principal. Zhu Xinbo, vice-projetista-chefe do orbitador de Marte Tianwen-1 e pesquisador da China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) – principal empreiteira espacial estatal da China – revelou em uma apresentação em um workshop conjunto de exploração espacial entre Nações Unidas e China, que a missão chinesa Tianwen-4 a Júpiter parece estar focada em Calisto. Isto é apoiado por apresentações de funcionários da Administração Espacial Nacional da China (CNSA).

O esboço da missão de Zhu prevê o lançamento do Tianwen-4 em setembro de 2029. A espaçonave usará um sobrevoo por Vênus em 2030, além de assistência gravitacional adicional da Terra em 2031 e 2033, para chegar a Júpiter em dezembro de 2035.

Neste ponto, a espaçonave principal entrará em órbita ao redor do maior planeta do Sistema Solar. Mas também haverá a separação de outra sonda que se dirigirá a Urano e fará um sobrevoo para estudar o gigante gelado. De acordo com este perfil de lançamento, a espaçonave passará pelo gigante gelado em março de 2045.

O plano para adicionar um sobrevoo por Urano a Tianwen-4 apareceu no Congresso Astronáutico Internacional em Paris em 2022. Embora breve, será uma interação inestimável e apenas a segunda visita a Urano, após o encontro da Voyager 2 em 1986.

De volta a Júpiter, a espaçonave principal entrará em órbita ao redor de Calisto – a mais externa das quatro luas galileanas. Antes de se instalar em torno de Calisto, poderia, embora já não estivesse optimizado para aquele cenário específico, fazer um levantamento dos satélites irregulares. Acredita-se que sejam planetesimais capturados por Júpiter e são pequenos demais para serem observados por telescópios. O âmbito e o equilíbrio dos objectivos científicos ainda estão a ser discutidos pela comunidade científica planetária chinesa.

Embora menos glamorosa do que os outros satélites naturais galileanos, Calisto é um alvo intrigante por vários motivos. Sua superfície antiga preserva a história do antigo sistema de Júpiter e do Sistema Solar mais amplo, e é possível que um oceano subterrâneo esteja escondido por baixo. O satélite também apresenta a bacia de impacto Valhalla, com um centro brilhante rodeado por fraturas concêntricas. E, ao contrário de Ganimedes, Europa e Io, Calisto fica fora do intenso campo de radiação de Júpiter, facilitando um estudo do satélite natural a longo prazo.

Os primeiros planos para o cenário Tianwen-4 Callisto incluíam um módulo de pouso. As apresentações das autoridades chinesas nos últimos anos deixaram de lado qualquer menção a isto, mas nomeadamente o plano de Zhu inclui um impactador.

O direcionamento e implantação de um impactor e a coordenação para que a espaçonave principal possa observar seria um feito técnico desafiador, mas também cientificamente gratificante. Observar o impacto e as suas consequências abriria uma janela única para insights sem precedentes sobre a composição, estrutura, mecânica das crateras de Calisto, a presença de matéria orgânica e muito mais do material ejetado pela colisão. Poderia até ter uma influência observável na tênue atmosfera de Calisto.

Zhu diz que o trabalho no design geral e nas principais tecnologias está em andamento, incluindo a geração de energia suficiente para operar uma espaçonave a quase 800 milhões de quilômetros de distância do Sol, e a proteção necessária para lidar com o ambiente de radiação hostil.

Michel Blanc, cientista planetário do Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia da França e co-investigador da missão Juno da NASA, observa que estudar Calisto é a melhor maneira de explorar e testar os diferentes cenários de formação dos satélites galileanos.

Com a Juno da NASA já em órbita, a Juice da ESA a caminho e a Europa Clipper previsto para ser lançado em outubro de 2024, Júpiter está recebendo muita atenção. Mas o gigante gasoso ainda guarda grandes mistérios, diz Blanc.

“Se a Tianwen-4 for adaptada para responder à nossa ‘grande questão’ de como o sistema de Júpiter foi formado, ao mirar em Calisto e muito mais, será uma missão totalmente original que trará muitos elementos novos para a nossa compreensão ainda muito incompleta do Sistema de Júpiter, desde a formação até o surgimento de mundos habitáveis ​​entre suas luas geladas”, diz Blanc.

A China também está comprometida com seu desafiador programa de devolução de amostras de Marte, portanto, preparar ambas as missões para o final da década – juntamente com um plano separado, mas também intensivo, para colocar astronautas na Lua até 2030 e planejar a Estação Internacional de Pesquisa Lunar – talvez se estenda.

Um orbitador gigante de gelo

Outro desenvolvimento interessante nos planos de exploração do Sistema Solar exterior da China é que a ideia de uma missão – mais um orbitador – para um gigante gelado está a tornar-se mais provável.

Anteriormente cientistas chineses esboçaram uma proposta para uma missão orbital para Netuno. A apresentação de Zhu, e outra feita por um funcionário da CNSA em junho passado ao Comitê sobre o Uso Pacífico do Espaço Exterior em Viena, confirmaram que os gigantes de gelo são ambos alvos potenciais para uma missão Tianwen-5.

Zhu fornece uma data potencial de lançamento para 2035 para uma missão a Urano, chegando em órbita em 2050. Se uma missão para Netuno for escolhida, ela será lançada em 2040 e chegará em 2058.

Entrar em órbita forneceria anos de dados – uma enorme melhoria em relação aos dados que atualmente temos, provenientes do sobrevoo da Voyager e de estudos realizados por telescópios distantes. Além disso, ambos os perfis de missão incluem aeróstatos que seriam lançados nas atmosferas dos planetas. Estes devolveriam dados sobre a estrutura, composição e dinâmica e mais sobre as atmosferas dos gigantes gelados.

Além disso, a espaçonave poderia transportar impactadores que seriam usados ​​para aprender mais sobre satélites naturais importantes, como Tritão de Netuno ou Titânia de Urano.

Os avanços necessários incluem entrar em órbita ao redor de um planeta usando propulsão elétrica, bem como desenvolver um reator de fissão para o espaço, geradores termoelétricos de radioisótopos e uma antena de grande abertura para facilitar comunicações de alta velocidade no espaço profundo. A China já está trabalhando na energia nuclear para o espaço e na construção de infra-estruturas para missões espaciais profundas.

Zhu observa, no entanto, que a pesquisa está em andamento, e as missões Tianwen atuais e futuras estabelecem uma base útil e um caminho tecnológico e de engenharia para uma missão orbital aos gigantes de gelo. Tal missão proporcionaria importantes descobertas científicas relacionadas com a origem e evolução do Sistema Solar e a origem da vida.

Embora esta não seja uma declaração de que uma missão chinesa aos gigantes do gelo tem luz verde – a aprovação oficial por vezes só vem quando se enquadra no âmbito dos planos quinquenais da China, e são necessários vários avanços – é notável que os funcionários de tanto o lado político da CNSA quanto o lado da engenharia do CASC estão declarando isso como parte de seus planos. Isto pode indicar o pensamento atual da China relativamente à sua futura exploração nos confins do Sistema Solar.

Leia o artigo original em: https://www.planetary.org/articles/chinas-plans-for-outer-solar-system-exploration