Missão da China coletou primeiras amostras lunares desde 1976

A sonda espacial Chang’e-5 coletou materiais lunares de idade mais recente já trazida à Terra, auxiliando os cientistas a desvendarem os mistérios da história lunar.

Por Andrew Jones
Publicado 22 de dez. de 2020 16:30 BRT
A sonda espacial chinesa Chang’e-5 pousou perto de Mons Rümker, monte vulcânico na região noroeste do ...

A sonda espacial chinesa Chang’e-5 pousou perto de Mons Rümker, monte vulcânico na região noroeste do lado visível da Lua com altitude de quase 1,1 mil metros da superfície. Esta foto de Mons Rümker foi tirada pela tripulação da Apollo 15 durante a órbita lunar.

Foto de NASA

Nota do editor: as amostras lunares coletadas pela missão chinesa Chang’e-5 foram trazidas à Terra em 16 de dezembro, por meio de paraquedas destinados à Mongólia Interior por volta das 13h (no fuso horário da Costa Leste dos Estados Unidos). Veículos chegaram ao local logo após o pouso para recuperar a cápsula de retorno, que será transportada ao Laboratório Chinês de Amostras Lunares, em Pequim, para estudos. A matéria a seguir foi publicada originalmente em 23 de novembro.

A missão espacial CHINESA mais complexa e ambiciosa realizada até hoje teve início com o lançamento da sonda espacial Chang’e-5, cujo objetivo é uma empreitada inédita desde a década de 1970: trazer materiais inexplorados da Lua de volta à Terra.

Em 23 de novembro, por volta das 15h30 (no fuso horário da Costa Leste dos Estados Unidos), um foguete Longa Marcha 5 decolou do Centro de Lançamento de Satélites de Wenchang, na costa da Ilha de Hainan, na China, transportando um veículo espacial de 8,2 toneladas. Depois de se separar do foguete, a sonda Chang’e-5 usará seus próprios propulsores para fazer o percurso até a Lua, de duração estimada de quatro dias. Posteriormente, a sonda espacial lançará um módulo de pouso que aterrissará próximo a um monte vulcânico denominado Mons Rümker, na região noroeste do lado visível da Lua. No local, perfurará e coletará amostras da superfície, armazenando-as em uma cápsula protetora.

Um módulo de subida no módulo de pouso então arremessará a cápsula de volta à órbita da Lua. Espera-se que o módulo volte transportando cerca de dois quilos de materiais lunares. Finalmente, o veículo espacial em órbita recuperará a cápsula para enviá-la de volta à Terra em uma reentrada a alta velocidade com destino à Mongólia, concluindo a missão de aproximadamente 23 dias.

As amostras lunares trazidas “certamente aumentarão nossos conhecimentos sobre a história da Lua”, afirma Long Xiao, cientista planetário da Universidade de Geociências da China. Há um interesse especial pela atividade vulcânica da Lua, que os cientistas acreditavam ter durado pouco mais de um bilhão de anos após a formação da Lua, há 4,5 bilhões de anos. Agora, os cientistas que estudam as crateras lunares acreditam que o magma continuou entrando em erupção e escoando em algumas regiões até muito mais recentemente, apagando os sinais de algumas crateras antigas e deixando rochas vulcânicas mais jovens em seu rastro.

As rochas enviadas de volta pela Chang’e-5 “nos farão repensar por que e de que forma a história vulcânica da Lua durou tanto”, afirma Long.

Aprovada pela primeira vez em 2004, a Chang’e-5 é uma etapa muito aguardada nos planos de exploração lunar da China. O foguete Longa Marcha 5, projetado justamente para essa missão, exigiu diversos avanços na tecnologia de foguetes e foi construído com os motores mais potentes da China, além de um novo projeto estrutural. O veículo para cargas pesadas sofreu uma falha durante seu segundo lançamento em julho de 2017 devido a um problema com uma das turbobombas do motor, o que atrasou a missão Chang’e-5 em três anos.

Com o lançamento da missão ambiciosa, a China finalmente deu um passo ousado em direção à nova era global de exploração lunar.

“Ao que tudo indica, há uma nova corrida espacial à Lua entre os países para a exploração no longo prazo, um possível aproveitamento de recursos e uma suposta colonização da Lua”, afirma John Logsdon, historiador espacial e professor emérito do Instituto de Política Espacial da Universidade George Washington.

Amostras lunares mais jovens

A última amostra obtida da Lua foi trazida pela sonda espacial Luna 24, da União Soviética, em 1976. Essa missão trouxe 170 gramas de material lunar diretamente da superfície da Lua à Terra. A Chang’e-5, por outro lado, se parece mais com as missões complexas da Apollo — que coletaram 382 quilogramas de materiais ao todo — por envolver uma manobra de interceptação e acoplagem na órbita lunar.

Mas as amostras da Apollo têm mais de três bilhões de anos de idade. Segundo Long, o objetivo do Chang’e-5 é coletar amostras com menos de 2 bilhões de anos para que os cientistas possam estudar o vulcanismo mais recente que moldou as regiões mais jovens da superfície rochosa atualmente observada da Terra.

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Mons Rümker, que fica próximo ao local de pouso da Chang’e-5, fica aproximadamente a 1,1 mil metros de altitude do Oceanus Procellarum da Lua (do latim, “Oceano de Tempestades”). O Oceanus Procellarum é uma planície de rocha vulcânica formada por atividade magmática antiga e constitui a maior das planícies basálticas escuras — conhecidas como maria, ou “mares” — visíveis na superfície lunar, a olho nu, da Terra. Algumas das rochas dessa região são consideradas muito mais jovens do que todas as amostras lunares coletadas anteriormente.

A história vulcânica da Lua não é o único mistério que a Chang’e-5 tentará decifrar. A área de pouso permite que “diversas hipóteses básicas sejam testadas”, afirma James Head III, cientista planetário da Universidade Brown.

A análise mineralógica das rochas e de solos próximos a Mons Rümker pode ajudar a responder por que a região apresenta uma concentração incomum e inexplicada de certos elementos — como potássio, metais raros e fósforo — e uma anomalia radiativa forte, causada pelos elementos tório e urânio. “Há perguntas cruciais a serem respondidas, que mudarão muito nosso entendimento sobre a Lua”, afirma Head.

A missão também pode ajudar a ajustar a idade de todo o sistema solar. O tamanho e a quantidade de crateras em uma determinada área fornecem indícios sobre sua idade, pois as crateras de impacto se acumulam em um ritmo estimado com o passar do tempo. A datação de amostras lunares pode informar idades mais exatas não apenas da superfície da Lua, como também de outros objetos do sistema solar que possuam crateras, geralmente datados pela comparação de suas superfícies com regiões da Lua que compartilham idades semelhantes.

As novas análises de datação “podem refutar teorias e pressupostos, como também podem levantar novas questões” sobre a formação de nossa vizinhança planetária, ressalta Clive Neal, especialista em geologia lunar da Universidade de Notre Dame.

Coleta de amostras e estudo da superfície

A Chang’e-5 coletará amostras de materiais de duas maneiras diferentes. Uma broca perfurará uma profundidade aproximada de 1,8 metro, enquanto uma pá recolherá rochas e solo lunar da superfície do satélite natural. Uma vez de volta à Terra, essa carga de grande valor será transferida em um contêiner lacrado, destinado ao Laboratório Chinês de Amostras Lunares, do Observatório Astronômico Nacional de Pequim. Os cientistas locais estudarão a composição mineralógica e química das amostras, inclusive com a medição da abundância de certos radioisótopos — elementos que decaem com o tempo — para datá-los com precisão.

Long destaca que a missão é um grande acontecimento para a comunidade científica lunar e planetária da China. “Teremos amostras novas e nossas próprias amostras lunares para estudar, o que inspirará a participação de alunos jovens e cientistas que atuam na exploração planetária.”

Por ora, não está claro se essas amostras serão compartilhadas com cientistas fora da China. Karl Bergquist, chefe de cooperação internacional da Agência Espacial Europeia (ESA), disse que houve discussões entre a ESA e a Agência Espacial Nacional da China sobre o envio de amostras a outros laboratórios, mas nenhum acordo foi selado até então.

No entanto, segundo Bergquist, a ESA participará da missão oferecendo “suporte pela rede de antenas do espaço sideral no início crítico da missão e, posteriormente, por meio de suporte de segurança às fases críticas da missão”.

O módulo de pouso também transportará instrumentos científicos semelhantes aos da missão Chang’e-4 ainda em curso — a primeira da história a pousar no lado oculto da Lua. Um radar de penetração lunar permitirá aos cientistas discernir as diferentes camadas de rocha a uma profundidade de centenas de metros, revelando a história geológica local. E um espectrômetro de imagem, como o utilizado pela Chang’e-4 para detectar rochas possivelmente originadas no manto lunar profundo, será empregado para analisar a composição do local do pouso e buscar minerais que contenham água.

Mais além da Chang’e-5

A abordagem da China para coletar amostras lunares, semelhante à da missão Apollo, sugere que o país busca desenvolver as tecnologias necessárias a missões ainda mais ambiciosas. “Essa é apenas uma das missões de uma longa sequência planejada de exploração lunar robótica por iniciativa da China”, conta Logsdon.

Após o sucesso dos veículos orbitais lunares Chang’e-1 e Chang’e-2 e dos módulos de pouso e sondas da Chang’e-3 e Chang’e-4, a China fez planos para novas explorações do Polo Sul da Lua. Se a Chang’e-5 for bem-sucedida, uma sonda idêntica denominada Chang’e-6 iniciará uma nova missão de coleta de amostras no Polo Sul da Lua — área de intenso interesse científico devido à grande quantidade de gelo de água e à presença de uma das maiores crateras de impacto do sistema solar, a bacia do Polo Sul-Aitken.

As sondas espaciais mais avançadas Chang’e-7 e Chang’e-8 também deverão pousar perto do Polo Sul para realizar análises na região e testar novas tecnologias, como a detecção e extração de materiais possivelmente úteis a futuros exploradores humanos, como água e hidrogênio, e testes de impressão 3-D na superfície lunar. O objetivo em longo prazo é estabelecer uma Estação de Pesquisa Lunar Internacional por volta de 2030 para servir como base de apoio a missões robóticas e, algum dia, tripuladas.

“Há uma convergência de iniciativas humanas e robóticas para que, no futuro, a China envie missões tripuladas à Lua”, acrescenta Logsdon.

Para adquirir mais experiência com voos espaciais tripulados, a China iniciará a construção de sua terceira estação espacial, de longe a maior e mais complexa, que entrará em órbita baixa da Terra em 2021. A estação espacial chinesa, projetada para durar cerca de uma década, proporcionará uma experiência valiosa enquanto o país se prepara para enviar missões tripuladas mais distantes no espaço.

As missões Chang’e também estão preparando as bases para futuras missões robóticas em outras localidades planetárias. O país já possui um veículo orbital e sonda a caminho de Marte, denominado Tianwen-1, que analisará a composição química, o campo magnético e a estrutura da superfície do planeta vermelho. Chang’e-5 é um passo crucial em direção a uma futura missão audaciosa de coleta de amostras em Marte, meta definida no roteiro de exploração espacial da China para o fim desta década, assim como uma missão de coleta de amostras de um asteroide próximo à Terra.

“Uma maior capacidade de exploração proporcionará mais oportunidades para explorarmos o sistema solar”, afirma Long.

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