Voltaremos aos estranhos gelados dos planetas

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Voltaremos aos estranhos gelados dos planetas
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Imagine um mundo em que o Sol está no alto do céu por 21 anos e nunca emerge por mais 21 anos. Um mundo que
está inclinado de lado, às vezes quase rolando à frente em sua órbita ao redor do Sol e às vezes girando na direção
oposta de sua órbita - e no qual é impossível se orientar, porque o campo magnético é caótico.
É assim que Urano é. O segundo planeta mais externo do Sistema Solar difere de todos os outros de várias
maneiras, e os astrônomos querem dar uma olhada mais de perto por décadas.
Agora, o desejo pode finalmente se tornar realidade. Em um novo relatório, o Conselho Nacional de Reseach dos
EUA recomenda que uma missão espacial para Urano seja a principal missão da NASA na década de 2030. O
objetivo é lançar um satélite em uma órbita ao redor do planeta por anos, e uma sonda de medição é mergulhar
profundamente na atmosfera densa do planeta.
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A investigação levará 12 anos para percorrer os quase três bilhões de quilômetros para Urano.
Os resultados são para nos ensinar mais sobre o nosso próprio sistema planetário e sobre os sistemas solares em
outras partes da Via Láctea, onde planetas como Urano se mostraram altamente comuns.
No entanto, os técnicos da NASA vão estar ocupados. A espaçonave deve estar pronta para decolar no início da
década de 2030. Se não, devemos esperar por décadas para a próxima chance.
36 anos desde a visita mais recente
A missão para Urano será uma das mais longas da história da indústria aeroespacial. O planeta está orbitando 2,88
bilhões de quilômetros do Sol, ou seja, quase 20 vezes mais longe do que a Terra.
Assim, Urano é gelado e, assim como o planeta mais externo de Netuno, é um gigante de gelo. Urano pesa 14,5
vezes mais do que a Terra e tem um diâmetro quatro vezes maior.
https://nap.nationalacademies.org/catalog/26522/origins-worlds-and-life-a-decadal-strategy-for-planetary-science
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Apenas uma nave espacial já esteve perto de Urano: a Voyager 2, que passou pelo planeta a uma distância de
81.500 km.
Em 24 de janeiro de 1986, a sonda Voyager 2 voou por Urano a uma distância de 81.500 km. Urano não foi visitado
desde então.
: Carlos Clarivan/SPLTradução
Desde então, os astrônomos só foram capazes de estudar o planeta à distância, e os cientistas estão desejando
melhores observações do que os dados básicos que os instrumentos simples da Voyager poderiam fornecer.
A sonda só foi capaz de determinar a cor, o tamanho, a temperatura, a densidade e o campo magnético do gigante
do gelo, e muito mais é necessário, antes que os cientistas possam resolver os muitos mistérios em que o planeta
está envolto.
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Urano envolve muitos mistérios
Embora Urano seja apenas o segundo planeta mais externo, é o estranho inigualável do Sistema Solar. O gigante do
gelo tem uma série de características únicas que o diferenciam de todos os outros planetas e que permanecem
inexplicáveis.
Shutterstock (tratos)
1. Como Urano se inclinou de lado?
Os outros 7 planetas do Sistema Solar estão girando um eixo que é aproximadamente perpendicular à sua órbita em
torno do Sol. Urano é inclinado de lado: seu eixo está no mesmo plano que sua órbita.
Shutterstock & Lotte FredslundTradução
2. Por que Urano é mais frio que seu vizinho?
Neptuno está localizado a 1,5 bilhões de quilômetros mais longe do Sol e, portanto, deve ser o planeta mais frio do
Sistema Solar. Ainda assim, os dados mostram que Urano é 10oC mais frio do que seu vizinho remoto.
Shutterstock & NASA/JPL-Caltech (tradução)
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3. O que torna o campo magnético tão caótico?
Ao contrário do campo magnético da Terra, as forças magnéticas em Urano são caóticas. O campo primário é
inclinado 57 graus em comparação com o eixo de rotação, e existem vários campos regionais.
Hotéis próximos a: Shutterstock & Lotte Fredslund/Claus Lunau
4. Como é o interior do planeta?
Não sabemos ao certo o que existe sob a camada de nuvem de Urano. Um satélite pode tentar verificar uma teoria,
segundo a qual o planeta inclui um núcleo rochoso, um manto aquoso e uma atmosfera de hidrogênio e hélio.
Shutterstock & Lotte FredslundTradução
Uma decisão relativa a uma nova missão a Urano não pode ser adiada por muito mais tempo.
Levará de 7 a 10 anos para construir a espaçonave, que foi nomeada a sonda Uranus Orbiter e Probe e pode ser
lançada durante a primeira metade da década de 2030.
Nesse momento, Júpiter estará localizado idealmente para a missão, que é fundamental. Com sua gravidade, Júpiter
pode enviar a sonda espacial para seu destino remoto, de modo que a missão leva apenas 12 anos, economizando
muito combustível e permitindo espaço extra para os instrumentos.
A próxima oportunidade será por volta de 2050, quando os planetas estiverem localizados de novo.
A viagem para Urano começa com um ligeiro desvio para além de Vênus. A espaçonave então passa a Terra duas
vezes antes de se dirigir para Júpiter, o que fornece o empurrão final em direção a Urano.
Hotéis próximos a: Shutterstock & Lotte Fredslund/Claus Lunau
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Quando a espaçonave chegar a Urano, ela encontrará um mundo que não deveria estar realmente lá. A localização
do gigante de gelo nos arredores do Sistema Solar é um mistério em si.
De acordo com os cientistas, é altamente improvável que Urano e Netuno tenham nascido em suas posições
existentes, porque a quantidade de material de construção tão distante no jovem Sistema Solar era simplesmente
muito baixa.
Consequentemente, a teoria dominante é que os gigantes de gelo se formaram mais perto do Sol e foram
posteriormente forçados a sair no Sistema Solar, quando os gigantes gasosos de Júpiter e Saturno se
estabeleceram em suas órbitas atuais.
Um satélite em órbita pode testar a teoria medindo o conteúdo de Uranus de elementos e comparando os dados
com as make-ups de Júpiter e Saturno.
Cores de metano o planeta azul
De acordo com os astrônomos, Urano é composto por um núcleo de ferro, níquel e rocha cercado por um manto
espesso de gelo que consiste em água, amônia e metano.
A atmosfera é composta principalmente de hidrogênio e hélio, mas também inclui alguns % de metano, fornecendo
ao gigante de gelo sua cor azul clara, porque o metano reflete a luz solar azul no espaço.
Urano tem dois anéis em torno de seu equador e 27 luas. Os cinco maiores provavelmente se formaram ao mesmo
tempo que o planeta, enquanto os restantes poderiam ter sido capturados mais tarde pelo campo de gravidade de
Urano.
A cor azul gelada de Urano é causada pelo metano na atmosfera, o que reflete os comprimentos de onda azuis da lu
solar.
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Qai Publishing/Universal Images Group/SPL
Todo o sistema pareceria normal, se não fosse por uma coisa: Urano está inclinado, então seu eixo de rotação é
quase no mesmo plano que sua órbita ao redor do Sol.
O planeta 84 anos terrestres leva para completar uma órbita, resultando em longas e bizarras estações. Observado
a partir de um ponto do planeta, o Sol está no céu por 21 anos terrestres, ou seja, por um longo dia. Para os 21 anos
subsequentes, um dia de 17 horas alterna entre a noite e o dia, e os 21 anos seguintes são uma longa e escura
noite.
Colisão inclinado Urano
Não se sabe como Urano terminou com a rotação estranha, mas de acordo com a teoria dominante, o gigante do
gelo colidiu com um mundo com uma densidade de cerca de duas vezes da Terra no jovem Sistema Solar.
Tal colisão seria suficiente para inclinar Urano. O gigante do gelo não inclui mais nenhuma evidência da colisão, mas
a futura missão pode ser capaz de determinar se algumas das luas incluem material da colisão.
Em sua juventude, Urano pode ter colidido com um mundo que era duas vezes maior que a Terra. Isso explicaria qu
Urano está inclinado do seu lado e que o planeta é tão frio.
Ron MIller/SPLTrato de ?
A colisão também pode resolver outro dos mistérios de Urano – que o planeta é mais frio que Netuno. Isso não deve
ser assim, pois Netuno recebe 40% menos luz solar do que Urano.
A razão pode ser que a colisão quaseperfurou Urano, fazendo com que a maior parte do calor de seu núcleo
escapasse. De acordo com outra teoria, a rotação inclinada torna os pólos mais quentes do que o equador, o que
poderia ter aumentado a perda de calor do planeta.
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Uma terceira hipótese propõe que o núcleo do gigante do gelo ainda é quente, mas uma camada desconhecida
entre o manto e a atmosfera impede que o calor escape.
Todas as três teorias são realmente adivinhação, mas um satélite em órbita provavelmente poderia resolver o
mistério.
Cinco destinos de sonho no Sistema Solar exterior
? ShutterstockTradução
Missões para os mundos mais distantes do Sistema Solar podem nos ajudar a aprender mais sobre nossa
vizinhança no universo - e revelar se há uma base para a vida em outros lugares do que na Terra. Cinco destinos,
em particular, estão no topo das listas de desejos dos astrônomos.
O mesmo vale para o maior mistério de todos: o campo magnético caótico. No campo primário, os pólos magnéticos
foram deslocados em 59 graus do eixo de rotação do planeta, correspondendo ao pólo norte da Terra, localizado na
Europa.
Além disso, Urano inclui uma série de poderosos campos magnéticos regionais.
Ambos estão em contraste com os campos magnéticos dos quatro planetas rochosos do Sistema Solar e dois
gigantes gasosos, cujos eixos magnéticos estão próximos dos eixos de rotação, e cujos campos se assemelham ao
campo bem ordenado de um ímã de barra.
Muitos dos instrumentos
Para resolver todos os mistérios, o Urano Orbiter e a Sonda trarão muitos instrumentos científicos. Os detalhes da
nave podem mudar nos próximos anos, mas o satélite em geral e a sonda de medição foram decididos.
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A espaçonave, que deve ser lançada com um foguete Falcon Heavy, é composta por duas partes: um satélite, que
orbitará Urano, e uma sonda, que entrará na atmosfera.
? Claus Lunau (Tradução)
O satélite inclui quatro giroscópios, que serão usados para explorar a composição interior de Urano através da
gravimetria, pela qual os giroscópios registram como as variações do campo gravitacional do gigante de gelo
influenciam a órbita do satélite ao redor do planeta.
Um magnetômetro mapeará o campo magnético caótico do gigante de gelo, e a câmera do satélite fotografará a
superfície de Urano e a camada externa de nuvens.
Um pico dramático será quando, na chegada, o satélite liberar a sonda de medição que deve descer através da
atmosfera.
Sonda quente encontra a atmosfera
Quando a espaçonave entrar em órbita em torno de Urano, ela enviará uma sonda de medição em uma missão
suicida através da atmosfera.
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? Claus Lunau (Tradução)
1. O escudo térmico protege a sonda
A sonda encontra a atmosfera a uma velocidade de 22,5 km/s. Um escudo térmico impede que ele aqueça. Após 96
segundos, a sonda libera o primeiro de um total de três paraquedas.
? Claus Lunau (Tradução)
2. Pára-quedas fazem a sonda desacelerar
O primeiro pára-quedas pequeno puxa um pára-quedas maior da sonda. Após 103 segundos, a velocidade foi
abaixada tanto que a sonda não mais neeeds o escudo de calor, que é descartado.
? Claus Lunau (Tradução)
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3. Começam três minutos de recolha de dados
Após 27 minutos, o pára-quedas grande é substituído por um novo, e as medições começam. Três minutos depois,
quando a sonda desceu 1.000 km, ela sucumbe à pressão.
Os sensores da sonda medem temperaturas, pressão e densidade. Além disso, um espectrômetro de massa
determinará o conteúdo preciso da atmosfera de hidrogênio, hélio e metano.
A missão bem equipada, sem dúvida, coletará uma riqueza de dados para nos fornecer uma nova compreensão de
Urano e nos ensinar mais sobre outros sistemas solares.
Os astrônomos descobriram mais de 5.000 planetas orbitando estrelas remotas, 40% dos quais são gigantes de
gelo. Portanto, é importante descobrir como eles se formam e qual o papel que geralmente desempenham no
desenvolvimento do Sistema Solar.
Desta forma, também podemos aprender mais sobre o quanto o nosso Sistema Solar se assemelha aos outros e,
portanto, quão especial é a nossa casa no universo.
https://scienceillustrated.com/space/solar-system