Uma antena da sonda ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) ganhou uma nova vida, ajudando os investigadores a se debruçar na atmosfera marciana como nunca antes.

Reutilizando este equipamento, uma equipa mediu partes da atmosfera marciana que anteriormente eram impossíveis de sondar. Isto inclui áreas que podem bloquear os sinais de rádio se não forem devidamente consideradas - cruciais para futuras missões tripuladas a Marte.

Os resultados das primeiras 83 medições, analisadas por investigadores do Colégio Imperial de Londres e por colegas da ESA, foram publicados na revista Radio Science.

Para tal, a ExoMars TGO associou-se a outra nave espacial da ESA que orbita o Planeta Vermelho: a Mars Express. As duas naves mantêm uma ligação de rádio, de modo que quando uma passa por trás do planeta, as ondas de rádio atravessam as camadas mais profundas da atmosfera marciana.

Alterações na refratividade da atmosfera - a forma como esta dobra as ondas de rádio - provocam mudanças minúsculas, mas detetáveis, nas frequências de rádio recebidas pela nave espacial. Ao analisar esta mudança, os cientistas podem determinar a densidade da atmosfera inferior e a densidade de eletrões na ionosfera - uma camada superior carregada da atmosfera. A técnica chama-se ocultação mútua de rádio.

O autor principal do estudo, Jacob Parrott, estudante de doutoramento do Departamento de Física da instituição inglesa, afirmou: "Os sistemas da Mars Express e da ExoMars TGO não foram inicialmente concebidos para este efeito - as antenas de rádio que utilizámos foram concebidas para a comunicação entre orbitadores e rovers à superfície do planeta. Tivemos de as reprogramar durante o voo para realizar esta nova ciência.

"Esta técnica inovadora pode vir a ser um fator de mudança para futuras missões, provando que a ocultação mútua de rádio entre duas naves espaciais em órbita é uma forma económica de extrair mais valor científico do equipamento existente."

Trabalho de equipa de sonho

Anteriormente, a ocultação de rádio era efetuada utilizando a ligação de rádio de um orbitador marciano a grandes estações terrestres na Terra. O sinal de rádio do orbitador era monitorizado à medida que a nave espacial se "instalava" (era ocultada) atrás de Marte, o que significa que o sinal passava através das camadas da atmosfera do planeta.

A utilização de duas naves em órbita para efetuar esta medição é já uma forma comum de investigar a atmosfera terrestre: milhares de medições deste tipo ocorrem entre satélites de navegação global, sendo os dados que fornecem utilizados para monitorização atmosférica e previsão meteorológica.

No entanto, este método só tinha sido utilizado em Marte três vezes antes, pela NASA em 2007 como demonstração de hardware. A nova utilização pelas duas naves espaciais da ESA marca a primeira vez que esta técnica foi aplicada rotineiramente noutro planeta.

Agora que a sua viabilidade foi comprovada, os cientistas e engenheiros por detrás do trabalho estão a estudar a forma de expandir a utilização desta técnica em futuras missões a Marte.

O coautor do estudo, Dr. Colin Wilson, cientista do projeto ExoMars TGO e Mars Express da ESA, afirmou: "A ESA demonstrou agora a viabilidade desta técnica, que poderá ser transformadora para a ciência de Marte no futuro. Existem atualmente sete naves espaciais em órbita de Marte; à medida que o número de naves espaciais aumenta, como acontecerá nas próximas décadas, o número de oportunidades de ocultação de rádio aumenta rapidamente. Por conseguinte, esta técnica será uma ferramenta cada vez mais importante para estudar Marte".

Mais medições, mais conhecimentos

A ocultação entre naves espaciais permite efetuar mais medições e sondar novas regiões da atmosfera.

Dado que as medições convencionais de ocultação de rádio em Marte envolvem uma ligação de rádio a uma estação terrestre na Terra, o local de medição é fixo em relação ao lento movimento da Terra. Isto dificulta a captação de mudanças globais em Marte, uma vez que os investigadores estão frequentemente a olhar para os mesmos pontos. Para além disso, este método só pode recolher amostras perto do pôr e do nascer do Sol, devido à proximidade da Terra ao Sol, limitando a nossa visão da atmosfera de Marte.

Além disso, a rádio ocultação tradicional sofre de "estações de ocultação", em que as medições só são possíveis durante alguns meses por ano devido à órbita da nave espacial. Por exemplo, a Mars Express só pôde efetuar a ocultação rádio durante dois meses em 2022.

A ocultação mútua de rádio ultrapassa estes problemas, permitindo pela primeira vez aos investigadores explorar toda a profundidade da ionosfera de Marte ao meio-dia e à meia-noite.

// Colégio Imperial de Londres (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Radio Science)

Quer saber mais?

ExoMars TGO:
ESA
Wikipedia

Mars Express:
ESA 
Wikipedia

Marte:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia