* Sondas interplanetárias

ASTRONOMIA E ASTRONÁUTICA NO SÉCULO XX: SONDAS INTERPLANETÁRIAS

* Interplanetary probes

No primeiros dias da Era Espacial, logo do primeiro artefato no espaço (o Sputnik 1 soviético, em 1957) o primeiro ser vivo (a cadela Laika), a primeira descoberta no espaço exterior (os cinturões de radiação de Van Allen em 1958), o próximo passo lógico parecia tentar fazer chegar alguma coisa até a Lua.

O primeiro objeto construido pelo ser humano que conseguiu abandonar de vez a gravidade da Terra (o primeiro "planeta artificial") foi o Lunik 1, em 1959. Foi lançado em direção à Lua (ele errou o alvo) mas, transmitiu importantes detalhes acerca do meio ambiênte entre a Terra e seu satélite natural. Pouco depois, os soviêticos lançaram a nave irmã, o Lunik 2, e esta sim fez uma viagem perfeita até se espatifar contra a superfície lunar. Pela primeira vez os seres humanos conseguiam tocar, se bem que indiretamente, um outro corpo celeste. À importância científica e histórica se unia a importância política da façanha, demonstrada pelo fato de que parte importante do pequeno carregamento da nave era de medalhas e emblemas soviéticos: estávamos em plena Guerra Fria. Resultados ainda mais espectaculares vieram pela avançada Lunik 3, ao fotografar pela primeira vez o lado oculto da Lua, algo nunca antes visto pelos seres humanos.

No começo da década de 60 os americanos estavam prestes a começar um programa muito mais ambicioso. O objetivo para o final da década era nem mais nem menos que colocar um ser humano na superfície da Lua e trazê-lo com segurança de volta para a Terra: era o projeto Apollo. Para conseguí-lo, era imprescindível fazer um reconhecimento prévio da Lua. Tres projetos robóticos surgiram: o Ranger, básicamente naves de queda livre, que filmariam com câmeras de TV os últimos minutos antes do choque mortal; o Surveyor, naves de pouso que testariam os equipamentos e técnicas e analizariam o solo lunar para saber se era o não possível o pouso de grandes naves tripuladas; e o Lunar Orbiter, que faria mapas da Lua muito mais detalhados que os anteriores para escolher os melhores locais de pouso. Todas essas etapas foram realizadas com grande sucesso.

Os soviéticos continuaram com seus programas de naves à Lua, e as vezes até estavam na frente dos americanos, por exemplo com o primeiro pouso suave bem sucedido (Lunik 9) e o primeiro satélite artificial em volta de outro mundo (Lunik 10), mas em geral não conseguiram manter o ritmo dos americanos. Estes colocaram seis grandes naves tripuladas com uma dúzia de astronautas entre 1969 e 1972 em solo lunar, terminando o trabalho começado pelas Ranger. Os soviéticos tiveram que contentar-se com resultados bem menos espectaculares, mas que também têm a sua importância, por exemplo as primeras (e ate hoje únicas) amostras de outro mundo trazidas por controle remoto (Lunik 16), e os primeiros carrinhos a controle remoto em andar numa superfície alienígena (Lunokhod).

A verdadeira era da exploração planetária começou em 1962, com o lançamento da Mariner 2 americana rumo ao vizinho mais próximo, Vênus. Esta nave confirmou a suspeita de que a superfície de Vênus é mais quente do que um forno de cozinha, e não menos importante, a nave robôtica conseguiu sobreviver vários meses no hostil ambiente interplanetário e transmitir informações à Terra desde muitos milhões de km de distância. Um irmão mais avançado, equipado com câmeras, mostrou que não existem brechas entre as nuvens, e depois chegou a hora de estudar elas com uma nave de descida. A Venera 4 soviética se converteu no primeiro objeto construído pelo ser humano em penetrar na atmosfera de outro planeta, mas não chegou até o chão porque foi esmagada pela surpreendente pressão atmosférica de Vênus. 

Enquanto isso, as novas naves da série Mariner se dirigiam para o outro lado, rumo a Marte. As primeiras fotos mostraram uma superfície desinteressante que alguns acharam parecida com a superfície da Lua, mas a revolução chegou em 1971, com a Mariner 9. Primeiro satélite artificial terrestre em volta de um outro planeta, estudou Marte de maneira contínua enviando mais de 7 mil fotografias, nas quais apareceram as primeiras evidências de que Marte nem sempre foi um deserto: leitos secos de rios. Outras descobertas impresiontes foram o maior desfiladeiro do Sistema Solar (hoje chamado de Vale do Marinheiro) e as maiores montanhas: vulcões de até 26 km de altura. Também mostrou que as pequenas luas de Marte são provavelmente asteróides capturados.

Nos primeiros anos da década de 70 começam viagens até lugares mais distantes ainda: Mercúrio e, além do cinturão principal de asteródes, Júpiter e Saturno. As Pioneer 10 e 11, são tambêm as primeiras naves que, depois de um reconhecimento preliminar desses gigantes gasosos, continuram viajando pelo espaço até sair do Sistema Solar. São as primeiras naves interestelares lançadas pela Humanidade. Como uma assinatura dos seus construtores, elas levam placas de alumínio banhadas com ouro com o desenho de um homem e de uma mulher, um código especial que espera-se possa ser entendido por qualquer ser inteligente e um mapa da posicão do Sol e da Terra na Galáxia com a época em que as naves foram lançadas.

Esta primeira fase da utilização das naves espaciais se caracterizou pelo grande número de lançamentos (em parte por causa da corrida espacial em plena Guerra Fria) mas tambem pelo grande número de fracassos, porque a tecnologia ainda estava na sua infância. Depois da chegada do ser humano à Lua, em virtude das revoluções tecnológicas conseguidas, especialmente na área de eletrônica e no tamanho dos foguetes, aparece uma segunda geração de sondas interplanetárias: grandes, pesadas, equipadas com grande quantidade de refinadíssimos instrumentos, com orçamentos altíssimos e com missões de duram até décadas. De novo as primeiras são lançadas para o vizinho mais próximo, Vênus. A série Venera dos soviêticos continua refinando-se e conseguem pousos com transmissões de imagens e outros importantes dados desde a superfície, ao longo dos anos 70 e 80. Os americanos lançam missões para o estudo detalhado da atmosfera, e utilizando radar, fazem os primeiros mapas de alta qualidade da superfície permanentemente encoberta. O ápice da sofisticação desta técnica chega no fim dos anos 80, com a sonda Magellam (Magalhães) com um radar empregando a técnica de Radar de Abertura Sintética (mais caro que a própria nave) que faz imagens equivalentes a fotografias de alta qualidade.

A missão que simboliza o estabelecimento desta nova era é sem dúvida a Viking, à Marte. Os americanos passam pela primeira vez da barreira do bilhão de dólares numa missão não tripulada, com naves tão avançadas que precisam de mil pessoas para monitorar o funcionamento. Alimentados até por baterias nucleares, realizam experimentos durante anos a partir de 1976, tanto desde órbita como desde o solo do planeta vermelho. Sem dúvida, os experimentos mais ambiciosos são aqueles de procurar sinais de vida no solo marciano. Os resultados desses experimentos biológicos, mostram-se contradictórios e nada conclusivos.

A sonda interplanetária mais bem sucedida da história é desta época. Pouco depois das Viking, são lançadas as sondas Voyager, uma versão reduzida de um projeto a aproveitar uma rara conjunção de planetas para realizar um "Grand Tour" pelos planetas exteriores. Com o que têm de mais moderno e sofisticado em matéria de sensores e computadores as naves gêmeas estudam com detalhes sem precedentes Júpiter e Saturno (Voyager 1 e 2), e também Urano e Netuno (Voyager 2), não só re-escrevendo livros científicos inteiros ao passar por esses mundos distantes e ao mesmo tempo enchendo prateleiras inteiras de novas informações: praticamente tudo o que nos sabemos dessa parte do Sistema Solar, nós devemos às Voyager, que funcionando por muito mais tempo do que inicialmente previsto, continuam até hoje enviando informações enquanto saem do Sistema Solar rumo as estrelas. Discos de ouro com músicas, mensagens e imagens da Terra viajam com elas, na esperança de serem encontrados e decifrados algum dia por alguma civilização que nem podemos imaginar. 

Os últimos descendentes destas naves são a Galileo, dos Estados Unidos, lançada em 1989 para estudar durante pelo menos 2 anos (que no final foram quase 8 anos) o sistema de Júpiter, e a Cassini-Huygens, um projeto internacional que, com um preço de 3 bilhões de dólares é também o mais caro e sofisticado da história. Lançada em 1997, chegou em Saturno em 2004 e estudou esse sistema ao longo de 4 anos, já renovados.

Em épocas mais recentes surge uma nova visão acerca da exploração espacial. Por um lado, novos países (especialmente os de Europa Ocidental e o Japão) desejam explorar o espaço interplanetário, de maneira acessível é claro. Por outro lado, os Estados Unidos, única superpotência sobrevivente, buscam diminuir os riscos de investimento nas novas missões. Em vez de construir e lançar uma única nave de bilhões de dólares com 20 instrumentos científicos diferentes, julga-se muito mais sensato lançar 4 naves com 5 instrumentos bem específicos, a um preço menor e com muito menos risco de perder a missão inteira caso aconteça alguma falha num sistema crítico.

Surge também um interesse em novos objetos do Sistema Solar. Missões como os encontros com o cometa Halley em 1986, que teve como protagonista principal à sonda Giotto da Agência Espacial Européia, demostram que naves pequenas e cooperação internacional em vez da confrontação também conseguem resultados espectaculares. Atualmente, missões para estudar o Sol, corpos menores como cometas e asteróides e um renovado interesse pelo planeta Marte seguem esta filosofia.

Apesar de orçamentos cada vez mais reduzidos, o papel das sondas interplanetárias como instrumentos de pesquisa ainda são insubstituíveis. Na primeira década do Século 21, nós esperamos uma participação mais ativa de novas nações exploradoras, missões sistemáticas aos objetos científicamente mais interessantes, e viagens pela primeira vez a lugares que ainda não foram explorados, como o trans-neptuniano Plutão, nas profundezas do Sistema Solar.

CRONOLOGIA DA EXPLORAÇÃO PLANETÁRIA

AS PIONEIRAS À LUA

Lunik 1 - 1959 - Lua - Sobrevôo

Lunik 2 - 1959 - Lua - Impacto

Lunik 3 - 1959 - Lua - Sobrevôo

Ranger 7 - 1964 - Lua - Impacto

Ranger 8 - 1965 - Lua - Impacto

Ranger 9 - 1965 - Lua - Impacto

Lunik 9 - 1966 - Lua - Pouso

Lunik 13 - 1966 - Lua - Pouso

Lunik 10 - 1966 - Lua - Orbitador

Lunik 11 - 1966 - Lua - Orbitador

Lunik 12 - 1966 - Lua - Orbitador

Lunik 14 - 1968 - Lua - Orbitador

Surveyor 1 - 1966 - Lua - Pouso

Surveyor 3 - 1967 - Lua - Pouso

Surveyor 5 - 1967 - Lua - Pouso

Surveyor 6 - 1967 - Lua - Pouso

Surveyor 7 - 1968 - Lua - Pouso

Lunik 16 - 1970 - Lua - Amostras

Lunik 20 - 1972 - Lua - Amostras

Lunik 24 - 1976 - Lua - Amostras

Lunik 17 / Lunokhod 1 - 1970 - Lua - Pouso / Carrinho

Lunik 21 / Lunokhod 2 - 1973 - Lua - Pouso / Carrinho

OUTRAS PIONEIRAS À LUA

Pioneer 4 - 1959 - Lua - Sobrevôo

Zond 3 - 1965 - Lua - Sobrevôo

Explorer 35 (IMP-E) - 1967 - Lua - Orbitador

Zond 5 - 1968 - Lua - Circunlunar e retorno

Zond 6 - 1968 - Lua - Circunlunar e retorno

Lunik 15 - 1969 - Lua - Amostras (Falhou, orbitador)

Zond 7 - 1969 - Lua - Circunlunar e retorno

Zond 8 - 1970 - Lua - Circunlunar e retorno

Lunik 19 - 1971 - Lua - Orbitador

Explorer 49 (RAE-B) - 1973 - Lua - Orbitador / Radioastronomia

Lunik 22 - 1974 - Lua - Orbitador

AS PIONEIRAS INTERPLANETÁRIAS

Mariner 2 - 1962 - Vênus - Sobrevôo

Mariner 5 - 1967 - Vênus - Sobrevôo

Venera 4 - 1967 - Vênus - Descida

Venera 5 - 1969 - Vênus - Descida

Venera 6 - 1969 - Vênus - Descida

Mariner 4 - 1964 - Marte - Sobrevôo

Mariner 6 - 1969 - Marte - Sobrevôo

Mariner 7 - 1969 - Marte - Sobrevôo

Mariner 9 - 1971 - Marte - Orbitador

Mariner 10 - 1973 - Vênus e Mercúrio - Sobrevôo

OUTRAS PIONEIRAS INTERPLANETÁRIAS

Pioneer 5 - 1960 - Ambiente Interplanetário

Mars 1 - 1962 - Marte - Sobrevôo com falha

Zond 1 - 1964 - Ambiente Interplanetário

Venera 3 - 1965 - Vênus - Descida com falha

Pioneer 6 - 1965 - Ambiente Interplanetário

Pioneer 7 - 1966 - Ambiente Interplanetário

Pioneer 8 - 1967 - Ambiente Interplanetário

Pioneer 9 - 1968 - Ambiente Interplanetário

Venera 7 - 1970 - Vênus - Descida e pouso

Mars 2 - 1971 - Marte - Orbitador / Pouso (Falhou)

Mars 3 - 1971 - Marte - Orbitador / Pouso com Falha

Venera 8 - 1972 - Vênus - Pouso

Mars 4 - 1973 - Marte - Orbitador (Falhou, sobrevôo)

Mars 5 - 1973 - Marte - Orbitador

Mars 6 - 1973 - Marte - Pouso (Falhou)

Mars 7 - 1973 - Marte - Pouso (Falhou, sobrevôo)

Pioneer 10 - 1972 - Júpiter - Sobrevôo

Pioneer 11 - 1973 - Júpiter e Saturno - Sobrevôo

AS GRANDES SONDAS

Venera 9 - 1975 - Vênus - Orbitador / Pouso

Venera 10 - 1975 - Vênus - Orbitador / Pouso

Pioneer Venus 1 - 1978 - Vênus - Orbitador

Pioneer Venus 2 - 1978 - Vênus - Descida, sonda múltiple

Magellan - 1989 - Vênus - Orbitador

Viking Orbiter 1 / Viking Lander 1 - 1975 - Marte - Orbitador / Pouso

Viking Orbiter 2 / Viking Lander 2 - 1975 - Marte - Orbitador / Pouso

Voyager 2 - 1977 - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - Sobrevôo

Voyager 1 - 1977 - Júpiter e Saturno - Sobrevôo

Galileo - 1989 - Júpiter - Orbitador / Descida

Cassini/ Huygens - 1997 - Saturno - Orbitador / Descida

OUTRAS GRANDES SONDAS

Venera 11 - 1978 - Vênus - Sobrevôo / Pouso

Venera 12 - 1978 - Vênus - Sobrevôo / Pouso

Venera 13 - 1981 - Vênus - Sobrevôo / Pouso

Venera 14 - 1981 - Vênus - Sobrevôo / Pouso

Venera 15 - 1983 - Vênus - Orbitador

Venera 16 - 1983 - Vênus - Orbitador

Vega 1 - 1984 - Vênus e cometa 1P/Halley - Sobrevôo / Pouso / Balões e sobrevôo

Vega 2 - 1984 - Vênus e cometa 1P/Halley - Sobrevôo / Pouso / Balões e sobrevôo

Phobos 1 - 1988 - Marte - Orbitador (Falhou) / Pouso em Fobos (Falhou)

Phobos 2 - 1988 - Marte - Orbitador / Pouso em Fobos (Falhou)

OS NOVOS EXPLORADORES

ICE (ISEE-3) - 1978 - Pesquisa solar e cometas 21P/Giacobini-Zinner e 1P/Halley - Sobrevôo

Sakigake - 1985 - Cometa 1P/Halley - Sobrevôo

Giotto -1985 - Cometas 1P/Halley e 26P/Grigg-Skjellerup - Sobrevôo

Suisei - 1985 - Cometa 1P/Halley - Sobrevôo

SOHO - 1995 - Pesquisa Solar

NEAR-Shoemaker - 1996 - Asteróide (433) Eros - Orbitador, pouso

Mars Global Surveyor - 1996 - Marte - Orbitador

Mars Pathfinder / Sojourner - 1996 - Marte - Pouso e Carrinho

Nozomi - 1998 - Marte - Orbitador (Falhou, sobrevôo)

Lunar Prospector - 1998 - Lua - Orbitador

Deep Space 1 - 1998 - Asteróide (9969) Braille e cometa e 19P/Borrelly - Sobrevôo

Stardust - 1999 - Cometa 81P/Wild 2 - Amostras

OUTROS NOVOS EXPLORADORES

Helios 1 - 1974 - Pesquisa solar

Helios 2 - 1974 - Pesquisa solar

Hiten - 1990 - Lua - Sobrevôo / Orbitador

WIND - 1994 - Pesquisa solar

Clementine - 1994 - Lua  - Orbitador 

ACE - 1997 - Pesquisa solar

SÉCULO XXI

Genesis - 2001 - Vento solar - Amostras

2001 Mars Odyssey - 2001 - Marte - Orbitador

Hayabusa - 2003 - Asteróide (25143) Itokawa - Pouso e amostras

SMART 1 - 2003 - Lua - Orbitador

Spirit - 2003 - Marte - Carrinho

Opportunity - 2003 - Marte - Carrinho

Mars Express / Beagle 2 - 2003 - Marte - Orbitador / Pouso (Falhou)

Rosetta / Philae - 2004 - Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko - Orbitador / Pouso

Deep Impact - 2005 - Cometas 103P/Hartley 2 e 9P/Tempel 1 - Encontro / Impacto

MESSENGER - 2004 - Mercúrio - Orbitador

Mars Reconnaissance Orbiter - 2005 - Marte - Orbitador

Venus Express - 2005 - Vênus - Orbitador

New Horizons - 2006 - Plutão e objeto trans-netuniano (486 958) 2014 MU6- Sobrevôo

Phoenix - 2007 - Marte - Pouso

Kaguya / Ouna / Okina - 2007 - Lua - Constelação de orbitadores

Dawn - 2007 - Asteróides (4) Vesta e (1) Ceres - Orbitador

Chang'e 1 - 2007 - Lua - Orbitador

Chandrayaan 1 / MIP - 2008 - Lua - Orbitador / Impacto

Kepler - 2009 - Pesquisa extrasolar

Lunar Reconnaisance Orbiter - 2009 - Lua - Orbitador

LCROSS - 2009 - Lua - Impacto

Akatsuki - 2010 - Vênus - Orbitador (Falhou, sobrevôo)

Chang'e 2 - 2010 - Lua - Orbitador

Juno - 2011 - Júpiter - Orbitador

GRAIL - 2011 - Lua - Orbitador

Curiosity - 2011 - Marte - Carrinho

LADEE - 2013 - Lua - Orbitador

Mangalyaan - 2013 - Marte - Orbitador

MAVEN - 2013 - Marte - Orbitador

Chang'e 3  / Yutu - 2013 - Lua - Pouso / Carrinho 

Chang'e 5 T-1 - 2014 - Lua - Circunlunar e retorno / Orbitador

 Hayabusa 2 - 2014 - Asteróide (162 173) Ryugu - Amostras

PROCYON - 2014 - Asteróide 2000 DP107

 Trace Gas Orbiter / Schiaparelli - 2016 - Marte - Orbitador / Pouso (Falhou)

 OSIRIS-REx - 2016 - Asteróide (101 955) Bennu - Amostras

InSight - 2018 - Marte - Pouso

Queqiao - 2018 - Lua - Satélite de comunicações

Parker - 2018 - Sol / Venus - Pesquisa solar / Sobrevôo

BepiColombo - 2018 - Mercúrio - Dois Orbitadores

Chang'e 4 - 2018 - Lua - Pouso / Carrinho

Beresheet - 2019 - Lua - Pouso  (Falhou)

Chandrayaan 2 - 2019- Lua - Orbitador / Pouso (Falhou)

Solar Orbiter - 2020 - Sol / Venus - Pesquisa solar / Sobrevôo

Hope - 2020- Marte - Orbitador

Tianwen 1 - 2020- Marte - Orbitador / Pouso / Carrinho

Perseverance - 2020- Marte - Carrinho e mini helicóptero

A. L.

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A partir de uma palestra ministrada na USP, originalmente em 11 de novembro de 2000. Publicado originalmente pela USP, em documento datado em 26 de janeiro de 2001. Fotografia: As sondas espaciais mais bem sucedidas da história foram provavelmente as gêmeas Voyager 1 e Voyager 2; as descobertas delas reescreveram livros inteiros sobre o Sistema Solar. Crédito: Cortesia NASA / JPL-Caltech.