Em 2 de janeiro de 2004, a espaçonave Stardust da NASA voou através da nuvem que cercava o cometa 81P/Wild 2 a 6,1 quilômetros por segundo. Um coletor cheio de aerogel de sílica encontrou a poeira que entrava, retardando as partículas microscópicas que, de outra forma, teriam atingido como minúsculos projéteis de hipervelocidade.
Dois anos depois, uma cápsula que transportava esse grão entrou na atmosfera da Terra e caiu de pára-quedas no Campo de Testes e Treinamento de Utah. Este é o primeiro retorno intencional de matéria sólida de um cometa e a primeira amostra extraterrestre trazida para a Terra além da órbita da Lua.
A missão envolveu três operações difíceis: encontrar um pequeno cometa em movimento, recolher poeira frágil sem destruir todo o seu valor científico e entregar com segurança menos de um miligrama de material através da entrada atmosférica. Nenhuma dessas tarefas é banalizada pelo fato da carga ser microscópica.
Stardust entrou em coma, não na cauda
O título usa a imagem familiar de um cometa pegando uma cauda. Mais especificamente, o coma de poeira estelar amostrou a extensa nuvem de gás e poeira emitida em torno do núcleo sólido de Wild 2. Na sua maior aproximação, passou a cerca de 236 km, de acordo com Visão geral atual do WILD 2 da NASA.
Essa diferença é física e não profissional. A cauda de um cometa se estende para longe do núcleo sob a influência da luz solar e do vento solar. Coma é a região densa que circunda o núcleo, onde os grânulos recentemente levantados da superfície podem ficar presos.
Wild 2, pronunciado “Vilt 2”, era um alvo extraordinariamente útil. Antes de 1974, seguia uma órbita distante do Sol, entre as trajetórias de Júpiter e Urano. Uma colisão gravitacional próxima com Júpiter remodelou essa órbita, dando ao cometa um período atual de cerca de 6,4 anos. Quando a poeira estelar chegou, Wild 2 tinha experimentado relativamente poucas passagens solares próximas e reaquecimento menos frequente do que muitos cometas de curto período conhecidos.
A espaçonave também tirou fotos do núcleo. Suas 72 imagens mostram um pequeno corpo cobrindo cerca de 2,75 km em sua maior dimensão, escarpas íngremes, depressões e jatos ativos. Stardust não estava apenas coletando poeira anônima. Isso forneceu o cenário geológico de onde o espécime se originou.
O coletor era um ladrilho com um sólido composto por 99,8% de ar.
Capturar poeira a 6,1 quilômetros por segundo apresentou um problema incômodo de instrumentação. Uma placa sólida irá parar os grãos a uma curta distância, gerar calor intenso, fragmentar e misturar-se com o coletor. Uma oferta moderada para desacelerá-los suavemente requer muito pouca resistência inicial.
Stardust carrega uma grade em forma de raquete de tênis contendo mais de 1.000 centímetros quadrados de aerossol. O material de sílica transparente era 99,8% ar e cerca de 1.000 vezes menos denso que o vidro. Sua densidade aumenta com a profundidade, permitindo que um grão encontre uma superfície muito leve e sofra uma quebra progressivamente mais forte.
À medida que as partículas entravam, elas esculpiam trilhas estreitas que muitas vezes se alargavam perto do ponto de impacto e se estreitavam em direção aos elementos sobreviventes. Alguns parecem pequenas cenouras incrustadas em fumaça azul. As equipes de laboratório podem mapear cada trilha, cortando uma fatia de aerogel ao redor dela e trabalhando em direção ao grão terminal.
“Soft grip” é um termo relativo nesta velocidade. Partículas grandes ou fracamente ligadas são fragmentadas, alguns componentes derretem e a captura de moléculas orgânicas pode ser alterada pelo aquecimento. Os cientistas tiveram que separar o material cometário original dos aerossóis, contaminação de naves espaciais e produtos de impacto. UM Revisão da curadoria da NASA O resultado descreve o trabalho como uma microcirurgia delicada, e não como uma simples remoção.
Collector também tinha dois lados. Um rosto de Wild 2 foi revelado durante o encontro de 2004. Possível fluxo retrógrado de poeira interestelar durante outros períodos de acreção. Os escudos Whipple da espaçonave absorvem impactos mais perigosos enquanto a câmera de navegação e os instrumentos de poeira continuam a operar.
A imagem de 4,6 bilhões de quilômetros cobre um caminho de sete anos
Stardust foi lançado do Cabo Canaveral em 7 de fevereiro de 1999 a bordo de um foguete Delta II. Ele completou uma órbita solar, retornou pela Terra para assistência gravitacional em janeiro de 2001, e voou pelo pequeno asteroide Anfranc em novembro de 2002 antes de chegar a Wilde 2.
da NASA História da Missão A amostra viajou 2,9 mil milhões de milhas, ou 4,63 mil milhões de quilómetros, antes de regressar. Este é o caminho total da espaçonave desde o lançamento, passando por sua volta ao redor do Sol, até o encontro com o cometa e de volta à Terra. Os grãos aprisionados não percorreram toda a distância após entrarem no aerossol. Eles se juntaram à Stardust nos últimos dois anos da missão de sete anos.
Após o sobrevôo, a amostra foi redobrada e lacrada na cápsula de retorno pelo coletor. Stardust não foi projetado para pousar sozinho. Ele irá liberar a cápsula perto da Terra, retornar à órbita solar e mais tarde ser reutilizada para o sobrevôo Stardust-Next do Cometa Temple 1 em 2011.
A cápsula chegou mais rápido do que qualquer objeto artificial anterior
Às 05:57 UTC do dia 15 de janeiro de 2006, a cápsula de retorno de 46 quilogramas separou-se da espaçonave principal. Quatro horas depois, atingiu o topo da atmosfera da Terra a cerca de 12,8 quilómetros por segundo, ou cerca de 46.000 quilómetros por hora. A NASA descreveu-a como a reentrada atmosférica mais rápida já feita por um objeto feito pelo homem, ultrapassando o módulo de comando da Apollo 10.
A cápsula cruzou o deserto vinda do espaço sem orientação ou propulsão. Um escudo térmico à base de carbono absorve e libera a energia que entra. um pára-quedas drogue implantado no alto da atmosfera para estabilizar e desacelerar a cápsula; O pára-quedas principal abriu a uma altitude de cerca de três quilômetros.
Ele pousou às 10h10 UTC dentro da zona de pouso planejada no campo de testes e treinamento da Força Aérea dos EUA em Utah. Ventos fortes levaram-no para norte da rota terrestre esperada, mas um radiofarol direcionou as equipes de recuperação para a cápsula 44 minutos após o pouso.
A lata foi aberta em uma sala limpa temporária no vizinho Dugway Proving Ground, embalada sob condições controladas e transportada para o Johnson Space Center da NASA em Houston. O coletor retornou mais de 10.000 partículas Wild 2 maiores que um micrômetro. Os grãos eram pequenos o suficiente para serem invisíveis em um laboratório comum, então a documentação e o controle de contaminação tornaram-se parte da ciência.
A primeira surpresa foi o quão quente o cometa se formou
Os cometas se aglutinam na região externa fria e preservam o gelo e a poeira do início da história do Sistema Solar. Antes da poeira estelar, era razoável esperar que os grãos não voláteis de Wild 2 fossem dominados por material herdado de nuvens moleculares frias e da nebulosa solar exterior.
A amostra que retornou era mais mista. Os pesquisadores encontraram silicatos cristalinos e minerais refratários que se formaram em temperaturas associadas ao quente sistema solar interno. Uma inclusão rica em cálcio e alumínio chamada Inti se assemelha aos mais antigos objetos de alta temperatura encontrados em meteoritos primitivos.
UM artigo de 2006 ciência As medições de isótopos de oxigênio relatadas são consistentes com esta imagem. A inclusão de um meteorito de grão refratário mostra enriquecimento de oxigênio-16, indicando que o material formado perto do jovem Sol viajou para fora, para a região de formação do cometa, antes de Wild 2 se coalescer.
Isso mudou questões úteis. Os cometas não podem mais ser considerados simplesmente como pacotes intocados de um local frio. Pelo menos parte do material arrastado foi processado ao longo de toda a extensão do jovem sistema solar, exigindo um transporte eficiente ao longo de muitas unidades astronómicas.
A glicina era significativa, mas não era evidência de vida
Em 2009, uma equipe liderada pela NASA relatou glicina em material de um coletor exposto a um cometa. A glicina é o aminoácido mais simples e é usada pelos organismos terrestres para produzir proteínas. Os investigadores mediram uma assinatura de isótopos de carbono que suporta fontes extraterrestres, em vez da poluição comum da Terra.
D Foi o primeiro aminoácido a ser detectado em uma amostra de cometa. Não mostrou que Wild 2 continha vida ou que o cometa produzia vida na Terra. Isto demonstrou que pelo menos uma molécula biologicamente útil poderia ter sido formada fora da Terra e preservada em material cometário, apoiando a ideia de que os impactos forneceram algum material prebiótico ao jovem planeta.
O valor das amostras devolvidas aumenta após a conclusão da missão
Um instrumento enviado a um cometa só pode fazer medições antes do lançamento. Uma amostra devolvida pode ser reexaminada à medida que os microscópios, os espectrômetros de massa e as técnicas de preparação melhoram. As peças podem ser atribuídas a laboratórios independentes, resultados contestados podem ser testados e o material pode ser guardado para pesquisadores que ainda não eram nascidos quando o Stardust foi lançado.
Essa longa vida após a morte é visível na coleção com curadoria da NASA. Os cientistas continuam a estudar os grãos Wild 2, vestígios de rastros, crateras de impacto de folha de alumínio e possíveis partículas interestelares capturadas no lado oposto do coletor.
As conquistas da Stardust foram, portanto, maiores do que as de sua carga diminuta. A missão encontrou um cometa, expôs um colector a uma corrente de seis quilómetros por segundo, transportou o resultado através de um voo de mil milhões de quilómetros e sobreviveu a um regresso a velocidade recorde. Numa planície escura de sal no Utah, transformou a ciência dos cometas, da observação remota ao trabalho de laboratório com peças físicas do objecto.
