Sonda New Horizons entra em modo de segurança [atualizado]

Representação artística da sonda New Horizons durante a sua passagem por Plutão, a 14 de julho de 2015.
Crédito: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI).

Uma anomalia na New Horizons provocou ontem uma interrupção temporária nas comunicações com a Terra. O centro de controlo da missão perdeu o contacto com a sonda da NASA pelas 18:54 (hora de Lisboa), mas conseguiu restabeleceu as comunicações cerca de 1 hora e 20 minutos depois, pelas 20:15 (hora de Lisboa). Durante esse período, o piloto automático a bordo da sonda reconheceu o problema e transferiu as operações do computador principal para o computador de reserva. A sonda foi depois colocada em modo de segurança e foram dadas instruções ao computador de reserva para reiniciar as comunicações com a Terra.

A New Horizons está neste momento saudável e em contacto com o centro de operações da missão. A equipa da missão tem estado a reunir dados da telemetria para determinarem a raiz do problema e iniciarem um plano de recuperação. Como as comunicações com a Terra levam cerca de 9 horas a dar uma volta completa, espera-se que a sonda possa estar inteiramente restabelecida dentro dos próximos dias. Até lá, as observações científicas estão suspensas.

Atualização (06 de julho): A NASA anunciou que a causa do problema foi identificada e que a sonda reiniciará a sua atividade científica amanhã, dia 07 de julho. De acordo com o comunicado, a New Horizons entrou em modo de segurança devido a uma anomalia numa sequência de comando de uma das operações de preparação do encontro da próxima semana.

New Horizons vê manchas escuras no equador de Plutão

Plutão e Caronte numa sequência de imagens obtidas pela sonda New Horizons, entre 23 e 29 de junho de 2015, a distâncias decrescentes de 24 a 18 milhões de quilómetros.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

A New Horizons continua a desvendar cada vez mais detalhes da superfície de Plutão. Novas imagens captadas na semana passada mostram uma série de intrigantes manchas escuras alinhadas no equador do planeta anão. Cada mancha deverá ter aproximadamente 500 km de diâmetro e uma área equivalente a duas vezes a área de Portugal.

Os cientistas não sabem ainda o que são estas estruturas. O seu tamanho e espaçamento é demasiado consistente, pelo que é pouco provável que tenham tido origem em múltiplos impactos. "É um verdadeiro enigma - não sabemos o que são estas manchas, e estamos ansiosos para descobrir", afirmou o investigador principal da missão Alan Stern. "Também intrigantes são as diferenças persistentes e dramáticas nas cores e aparência de Plutão, em comparação com a sua lua, mais escura e cinzenta, Caronte."

Estes e outros mistérios deverão ser revelados nos próximos 10 dias, à medida que a New Horizons se aproxima rapidamente de Plutão. No próximo dia 14 de julho, a sonda da NASA sobrevoará a superfície do planeta anão, a uma distância de 12500 km.

Os nossos cérebros não conseguem lidar com a Lua

Pôr da Lua sobre os observatórios do Cerro Paranal, no Chile.
Crédito: G.Gillet/ESO.

Quando olhamos para a Lua, os raios luminosos do luar convergem na retina, formando uma imagem com cerca de 0,15 mm de diâmetro. Estas dimensões são sempre as mesmas, independentemente da posição da Lua no céu, no entanto, o nosso cérebro insiste que a Lua parece maior quando se encontra junto ao horizonte. Conhecida e debatida há séculos, esta ilusão persiste ainda sem uma explicação consensual.

As primeiras referências conhecidas à ilusão da Lua foram impressas em escrita cuneiforme, há quase 2700 anos, numa das placas de argila que formavam o rico espólio da biblioteca real de Nineveh, a capital da Assíria. Mais tarde, no século II d. C., Ptolemeu tentou explicar o fenómeno na sua obra Almagesto, interpretando-o como um efeito de refração produzido pela humidade atmosférica. Inscrita numa das obras incontornáveis da Europa medieval, esta visão permaneceu incontestada durante mais de um milénio, apesar do próprio Ptolemeu ter sugerido no seu livro Ótica uma explicação alternativa baseada em alterações na perceção humana.

Esta explicação é hoje conhecida por hipótese do constraste de tamanho e sugere que a ilusão da Lua se deve à fisiologia do olho. De acordo com esta hipótese, a observação da Lua no zénite leva os olhos a convergirem mais do que o necessário, provocando uma redução no tamanho aparente do disco lunar. Esta explicação foi reavivada em 1709, pelo filósofo irlandês George Berkeley, como parte de um debate aceso com individualidades como René Descartes e Nicolas Malebranche, acerca da perceção da distância e de outros fenómenos visuais.

Descartes e Malebranche usavam a ilusão da Lua para suportar as suas argumentações de que a visão é inerentemente tridimensional, e que podemos calcular o tamanho e a distância dos objetos usando apenas a visão. Berkeley opunha-se a esta ideia, sugerindo que a perceção do tamanho, forma e distância não deriva da nossa experiência visual, mas sim da nossa experiência tangível do mundo. Para o filósofo irlandês, a visão não possui propriedades inerentemente tridimensionais, pelo que a ilusão da Lua apenas poderá ser explicada pela hipótese do contraste de tamanho.

Durante mais de dois séculos, nenhuma destas hipóteses foi geralmente aceite, até que nos anos 1940, o trabalho de Alfred H. Holway e Edwin G. Boring, da Universidade de Havard, nos Estados Unidos, torna momentaneamente triufante a hipótese do contraste de tamanho. Baseados numa simples experiência com círculos de papel, Holway e Boring sugeriam que a ilusão da Lua depende essencialmente da postura da cabeça e dos olhos relativamente ao horizonte. Esta ideia volta a ser contestada duas décadas mais tarde, com o trabalho dos psicólogos americanos Lloyd Kaufman e Irvin Rock.

Kaufman e Rock atacam diretamente a hipótese do contraste de tamanho, argumentando que se olharmos para a Lua no horizonte com a cabeça baixa e os olhos erguidos, a ilusão persiste. Os dois investigadores criticam ainda a metodologia da experiência de Holway e Boring e a sua avaliação da hipótese da distância aparente de Descartes.

Com o objetivo de encontrarem uma explicação definitiva para o fenómeno, Kaufman e Rock executaram uma série de experiências usando um instrumento ótico que produz um disco luminoso com raios de luz paralelos, para que os olhos de um observador reagissem como se a luz fosse emitida por um objeto localizado a uma distância infinita. As experiências tiveram em conta a elevação dos olhos, dentro e fora de edifícios, bem como a cor e o brilho da Lua e a presença do terreno envolvente. As duas primeiras variáveis não tiveram qualquer efeito, mas a terceira foi crucial. Aparentemente, a ilusão da Lua depende fortemente da presença do terreno no campo de visão do observador.

Estas experiências parecem validar a hipótese da distância aparente. A presença do terreno em redor altera a avaliação subjetiva da distância da Lua, o que faz com que os nossos cérebros concluam que, sendo mais distante, o seu tamanho é também maior. Holway e Boring rejeitaram a hipótese da distância aparente porque as pessoas afirmavam que a Lua parecia mais próxima junto ao horizonte, e não o contrário. Como aponta o psicólogo comportamental Jim T. Enright, o paradoxo tamanho-distância parece ter origem numa espécie de desconexão entre a nossa consciência e a perceção subconsciente da distância, i.e., expandimos o tamanho da Lua nos nossos cérebros porque nos parece mais distante, no entanto, afirmamos que a Lua aparenta estar mais próxima.

Contudo, os dados de Kaufman e Rock são claros. O terreno parece ser determinante na manifestação da ilusão. Recentemente, Kaufman perguntou ao astronauta Edward T. Lu, quando este se encontrava a bordo da Estação Espacial Internacional, se conseguia observar a ilusão da Lua no espaço. Lu disse que não. "Não há nada além da curvatura da Terra", afirmou Kaufman numa entrevista publicada no mês passado na revista online Nautilus. "Não existe distância." Quando colocou a mesma questão a pilotos de aviação, a resposta foi unânime: "claro [que vemos a ilusão da Lua], mas só quando voamos a baixa altitude."

Num trabalho publicado em 2007, Kaufman confrontou diretamente o paradoxo tamanho-distância. A sua descrição tradicional envolve três atos consecutivos de perceção: em primeiro lugar, percecionamos a Lua como estando mais distante devido à presença do terreno envolvente; depois, percecionamo-la com um tamanho maior porque nos parece mais distante; e, por fim, percecionamo-la como estando mais próxima porque nos parece maior. Kaufman argumenta que as perceções não provocam perceções. Um ou mais passos desta cadeia poderão não envolver uma perceção subconsciente, mas sim um julgamento consciente, ou poderão ainda resultar de uma rede complexa de conexões ou inferências simultâneas, das quais não estamos conscientes.

"Devemos recordar-nos", diz Kaufman, "que as perceções são consequências de processos computacionais muito mais numerosos e complicados que as próprias perceções". O julgamento e a perceção podem correlacionar-se um com o outro, mas não são certamente a causa um do outro. Kaufman reconhece a dificuldade de explicar com precisão o mecanismo que nos leva da visão à perceção, uma dificuldade que partilha com eminentes figuras históricas. Foi Johannes Kepler quem escreveu há 4 séculos: "[a perceção] não é do escopo da ótica, mas sim da filosofia natural e do estudo do maravilhoso".

Rosetta deteta gelo de água exposto na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

Gelo de água exposto na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Imagens obtidas pelo sistema de imagem OSIRIS da sonda Rosetta, em setembro de 2014.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Investigadores identificaram mais de uma centena de manchas brilhantes na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. As manchas foram detetadas em imagens de alta-resolução obtidas pela sonda europeia Rosetta e são consistentes com a exposição de gelo de água em pedregulhos deslocados pelo colapso dos estratos pouco consolidados que cobrem extensas áreas do núcleo do cometa. Este trabalho foi publicado na semana passada na revista Astronomy and Astrophysics.

Os cometas são objetos compostos por gelos, poeira e pequenos fragmentos de rocha. Quando se aproximam do Sol, os gelos nas camadas superficiais do núcleo são aquecidos e sublimados, formando jatos de gás que arrastam consigo partículas de poeira aprisionadas no interior do gelo.

No entanto, nem toda a poeira libertada por este processo acaba expulsa do núcleo. Uma parte significativa permanece nas camadas onde o gelo sublimou, ou cai de regresso ao núcleo, tingindo a sua superfície com uma finas camadas de materiais refratários, que deixam muito pouco gelo diretamente exposto à radiação solar. É por esta razão que todos os núcleos cometários, até agora observados, são tão escuros.

Neste novo trabalho, a equipa liderada por Antoine Pommerol, da Universidade de Berna, na Suiça, identificou, pela primeira vez, 120 pequenas áreas na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko com um brilho até 10 vezes superior ao valor média de toda a superfície. Algumas são formadas por agrupamentos de manchas brilhantes, enquanto que outras surgem isoladas. As imagens em alta-resolução obtidas pelo sistema de imagem OSIRIS revelam que a maioria são, provavelmente, pedregulhos com materiais brilhantes expostos na sua superfície.

As manchas brilhantes têm geralmente poucos metros de diâmetro e, quando agrupadas, tendem a espalhar-se num raio de algumas dezenas de metros, tipicamente em locais cobertos de detritos na base de penhascos. Os investigadores sugerem que estas manchas são provavelmente um indício de fenómenos de erosão ou colapso recentes nas paredes dos penhascos, capazes de revelarem estratos de materiais voláteis que se escondem abaixo da camada superficial de poeira.

Por contraste, algumas das manchas isoladas são observadas em áreas sem relação aparente com o terreno envolvente. Estas manchas representam provavelmente objetos arremessados de outros locais, durante períodos de intensa atividade, mas com uma velocidade insuficiente para escapar por completo à influência gravitacional do cometa.

Imagens em cores falsas mostrando manchas brilhantes nas regiões de Anuket, Imhotep e Khepry-Imhotep. As imagens foram obtidas pelo sistema de imagem OSIRIS da sonda Rosetta, em setembro de 2014, a distâncias entre os 30 e os 40 km do centro do núcleo de 67P.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

No entanto, em todos os casos, as manchas foram observadas em áreas com pouca exposição solar, e não exibiam alterações significativas num período aproximado de algumas semanas. Além disso, todas eram consideravelmente mais brilhantes em comprimentos de onda na banda do azul, o que sugere que são compostas essencialmente por gelo.

"O gelo de água é a explicação mais plausível para a ocorrência e propriedades destas formações", explicou Pommerol. "Na altura em que realizámos as observações, o cometa estava suficientemente longe do Sol para que a taxa de sublimação do gelo de água fosse inferior a 1 mm por hora de radiação solar incidente. Por contraste, se tivesse sido exposto gelo de dióxido de carbono ou de monóxido de carbono, teria sido rapidamente sublimado, quando iluminado pela mesma quantidade de luz solar, pelo que não esperaríamos ver esse tipo de gelo estável na superfície, nessa altura."

A equipa testou ainda, em laboratório, o comportamento do gelo de água misturado com diferentes minerais, em condições semelhantes às da superfície do cometa. O que descobriram foi que, após algumas horas de exposição a radiação solar simulada, as amostras ficavam cobertas por um manto de poeira escura com poucos milímetros de espessura. Nalguns locais, este manto tornava-se suficientemente espesso para ocultar por completo o gelo abaixo da superfície. No entanto, ocasionalmente, alguns fragmentos desta camada superficial soltavam-se e moviam-se para outros locais, expondo parcelas de gelo brilhantes.

"Uma camada com 1 mm de espessura é suficiente para esconder dos instrumentos óticos as camadas mais interiores", confirmou Holger Sierks, investigador principal do sistema de imagem OSIRIS, e um dos coautores deste trabalho. "A superfície escura relativamente homogénea do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, apenas pontuada por algumas pequenas manchas brilhantes com poucos metros de diâmetro, poderá ser explicada pela presença de um fino manto de poeira, composto por minerais refratários e matéria orgânica. As manchas brilhantes correspondem a áreas onde este manto de poeira foi removido, revelando as camadas subsuperficiais ricas em gelo de água."

A equipa pensa que estas manchas poderão ter sido formadas durante a última passagem do cometa pelo periélio da sua órbita, há cerca de 6,5 anos. De acordo com esta hipótese, os blocos de gelo terão sido ejetados para regiões permanentemente escondidas na sombra, o que os terá preservado durante vários anos a temperaturas muito abaixo do ponto de sublimação.

Outro cenário possível é o destes blocos terem sido movidos a distâncias do Sol relativamente superiores, por jatos de dióxido de carbono ou monóxido de carbono - compostos que volatizam a temperaturas significativamente inferiores às da sublimação da água.

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

Missão Rosetta prolongada até setembro de 2016

Representação artística da sonda Rosetta junto ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Crédito: ESA/ATG medialab/Rosetta/NavCam.

A ESA confirmou anteontem que a missão Rosetta irá ser prolongada por mais 9 meses. Inicialmente com o fim agendado para o próximo mês de dezembro, a missão europeia tem agora luz verde para continuar o estudo detalhado do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko até ao final de setembro de 2016.

"Estas são notícias fantásticas para a ciência", disse o investigador principal da missão Matt Taylor. "Iremos poder monitorizar o declínio da atividade do cometa, à medida que nos movemos, mais uma vez, para longe do Sol. Teremos [ainda] a oportunidade de voar mais perto do cometa e assim continuar a recolher novos dados. A comparação detalhada de observações 'antes e depois' irá dar-nos uma muito melhor compreensão de como os cometas evoluem ao longo da sua vida."

O cometa irá alcançar o periélio da sua órbita no dia 13 de agosto, pelo que a Rosetta tem assistido nos últimos 12 meses a um aumento significativo da atividade na sua superfície. A continuação da missão por mais um ano dará aos cientistas um quadro mais completo da atividade do cometa durante a fase em que se encontra mais próximo do Sol.

Os dados suplementares recolhidos pela Rosetta irão também fornecer um contexto adicional às observações realizadas a partir da Terra. Neste momento, o cometa encontra-se na mesma direção do Sol, o que torna a sua observação a partir da superfície terrestre extremamente difícil.

A diminuição da atividade após a passagem periélica deverá tornar possível o regresso da sonda a uma trajetória mais próxima do núcleo do cometa. Esta manobra irá permitir o estudo detalhado das alterações nas propriedades de 67P, durante a sua incursão pelo periélio, e abrirá uma janela de oportunidade para concretizar de forma definitiva a identificação visual do robot Philae na superfície do cometa.

O cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto pela Rosetta a 07 de junho de 2015.
Crédito: ESA/Rosetta/NavCam.

Durante os últimos 9 meses da missão serão efetuadas algumas manobras potencialmente arriscadas em redor do núcleo do cometa. Estas manobras incluirão passagens pelo lado noturno do cometa, para observar as interações dos gases e poeiras cometários com as partículas do vento solar nesta região, e permitir a recolha de partículas de poeira em locais mais próximos do núcleo.

À medida que o cometa se afasta do Sol, a Rosetta deixará de receber luz solar suficiente para poder funcionar de forma eficiente e em segurança. Além disso, em outubro de 2016, o cometa estará mais uma vez na mesma direção do Sol, quando visto a partir da Terra, o que tornará as comunicações com a sonda extremamente complicadas. Nessa altura, a Rosetta deverá ter os seus tanques de propelente praticamente vazios, pelo que fará pouco sentido colocar a sonda de novo em hibernação.

"(...) A forma mais lógica de terminar a missão será depositar a Rosetta na superfície", disse o coordenador da missão Patrick Martin. "Mas há ainda muito a fazer para confirmar se este desfecho é possível. Temos de avaliar primeiro em que condições se encontra a sonda depois do periélio, e como se comporta nas proximidades do cometa. Mais tarde, teremos de tentar determinar em que local da superfície poderá poisar."

Se esta proposta for aceite, a Rosetta será colocada numa trajetória em espiral em direção ao cometa, durante um período aproximado de 3 meses. Os cientistas esperam dar continuidade às observações científicas ao longo deste período, o que permitirá a recolha de dados a distâncias cada vez menores do núcleo de 67P. Quando a Rosetta alcançar a superfície do cometa, será improvável que volte a comunicar com a Terra, pelo que este momento marcará o fim de uma das mais bem sucedidas missões de toda a história da exploração do Sistema Solar.

Lua está permanentemente envolta numa nuvem de poeira assimétrica

A região do polo norte da Lua numa imagem obtida pela sonda Galileo, a 07 de dezembro de 1992.
Crédito: NASA/JPL/USGS.

Dados obtidos pela sonda LADEE revelaram a presença de uma nuvem de poeira assimétrica envolvendo permanentemente a Lua. A nuvem é constituída maioritariamente por pequenos grãos de poeira lunar ejetados da superfície da Lua por impactos de partículas de poeira interplanetária, e a sua densidade aumenta consideravelmente durante "chuvas de estrelas" anuais como as Geminidas ou as Quadrantidas. A descoberta foi divulgada na semana passada num artigo publicado na revista Nature.

A LADEE foi uma missão de seis meses da NASA, lançada em setembro de 2013 com o objetivo de estudar a composição da ténue exosfera da Lua e a densidade e variações temporais e espaciais das partículas de poeira no ambiente lunar. Esta última tarefa coube, em particular, a um dos seus três instrumentos - o Lunar Dust Experiment (LDEX) - um detetor de impactos semelhante a outros instrumentos usados nas missões Ulysses, Galileo e Cassini. Durante a missão, o LDEX detetou aproximadamente 140 mil impactos de partículas de poeira, num total de 80 dias de observação acumulados.

"Foi uma prenda simpática desta missão a identificação desta nuvem de poeira envolvendo permanentemente a Lua", disse Mihaly Horanyi, investigador principal do LDEX e primeiro autor deste trabalho. "Podemos aplicar esta descoberta no estudo de objetos planetários sem atmosfera, como os asteroides e as luas de outros planetas."

Esboço do nascer do Sol visto pelo astronauta Eugene Cernan da missão Apollo 17 a partir da órbita lunar. Os desenhos mostram o fulgor da luz zodiacal e dos raios crepusculares acompanhado por um estranho arco de luz brilhante sobre o horizonte da Lua.
Crédito: NASA.

Os primeiros indícios da presença de uma nuvem de poeira em redor da Lua surgiram nos anos 60, quando câmaras a bordo das sondas Surveyor captaram imagens de uma estranha aura brilhante pairando junto da superfície lunar, nos momentos em que o Sol desaparecia além do horizonte. Anos mais tarde, astronautas das missões Apollo, em órbita no lado noturno da Lua, foram surpreendidos por um intenso crescente de luz brilhando junto ao horizonte, pouco antes do nascer do Sol. Estas observações sugeriam a presença de uma densa nuvem de pequenas partículas de poeira elevando-se até uma altitude de 100 km acima da superfície lunar.

A nuvem detetada pela LADEE encontra-se a uma altitude inferior e é cerca de 10 mil vezes menos densa que o previsto com base nas descrições dos astronautas das missões Apollo. A equipa liderada por Horanyi sugere que estas discrepâncias poderão estar relacionadas com variações a longo prazo no ambiente lunar.

A nuvem de poeira deverá ter em média uma massa de 120 kg e encontra-se distribuída predominantemente sobre o hemisfério líder da Lua. Esta distribuição sugere que esta nuvem resulta do bombardeamento da superfície lunar com partículas de poeira interplanetária e indica que são os cometas os principais progenitores destas partículas. Muitas dos grãos de poeira cometária viajam em órbitas retrogradas à volta do Sol, a velocidades de milhares de quilómetros por hora, pelo que, quando encontram o hemisfério líder da Lua, produzem impactos a alta velocidade, capazes de ejetarem individualmente milhares de partículas de poeira.

Esta descoberta tem aplicações práticas no futuro da exploração humana do Sistema Solar. O conhecimento da densidade e distribuição destas nuvens poderá ajudar a mitigar possíveis danos provocados por colisões de partículas de poeira em missões tripuladas à Lua ou a outros pequenos mundos sem atmosfera.

Podem encontrar todos os detalhes desta descoberta aqui.

Hoje é dia de solstício

Pôr do Sol na Costa da Caparica. Imagem obtida a 29 de junho de 2013.
Crédito: Sérgio Paulino.

Ocorre hoje, pelas 17:38 (hora de Lisboa), o solstício de verão. Este instante marca o início do verão no hemisfério norte, e é assinalado, do ponto de vista astronómico, pelo momento em que Sol atinge, no seu movimento aparente, a máxima declinação a norte do equador celeste.

A palavra solstício tem origem no latim solstitĭum, e está associada à ideia de que quando o Sol alcança os pontos solsticiais, parece deter o seu movimento na esfera celeste durante alguns dias. Este ano o verão prolongar-se-á por 93,65 dias, até ao próximo equinócio que ocorrerá no dia 23 de Setembro pelas 09:20 (hora de Lisboa).