Uma imagem do céu noturno tirada pela Instrument Context Camera do Mars InSight, em 28 de janeiro de 2020.
(Imagem: © NASA / JPL-Caltech)
É uma observação de alto nível: os cientistas estão usando imagens capturadas por InSight da NASA procurar meteoros em Marte.
Olhando de relance para as imagens resultantes, a pesquisa parece direta: inúmeras faixas preenchem o céu. Mas aperte um pouco, e a história acaba sendo mais quixotesca. As imagens mostram principalmente fantasmas, o invisível tornado visível e o visível afogado em meio às ilusões.
De fato, se você estava em Marte À medida que as estrelas se elevavam, você veria um mundo completamente diferente daquele em exibição nas imagens noturnas transmitidas para casa pelas câmeras da InSight. "Essencialmente, nas imagens que temos até agora, há muito pouco conteúdo que você realmente vê com seus olhos", disse ao Space.com Mark Lemmon, cientista do Instituto de Ciências Espaciais que lidera o projeto de observação de meteoros.
As imagens vêm de um dispositivo chamado Câmera de Contexto do Instrumento, uma das duas empoleiradas no terminal InSight. A câmera foi incluída para ajudar os cientistas a entender a vizinhança em que a espaçonave implantou seus dois instrumentos principais.
E um desses instrumentos, o sismômetro, é o motivo da pesquisa de meteoros. Este instrumento é afinado para sentir ondas trêmulas viajando por Marte; os cientistas podem então analisar esses dados para entender a estrutura e a atividade interior do Planeta Vermelho.
Essas ondas poderiam ser geradas por marsquakes, o equivalente marciano de terremotos. Mas eles também podem ocorrer quando meteoritos atingem a superfície do planeta. Portanto, o interesse dos cientistas por meteoros: um cálculo da frequência com que esses impactos ocorrem em Marte ajudaria os pesquisadores a interpretar os dados do sismômetro.
Esses esforços não marcam a primeira vez que os cientistas observaram meteoros nos céus de Marte. Rover Spirit da NASA, que percorreu o planeta vermelho de 2004 a 2010, passou o verão de 2005 assistindo ao céu. Essa oportunidade veio graças ao clima, que limpou tanta poeira dos painéis solares da Spirit que eles estavam superproduzindo energia, criando uma recompensa que acabou se tornando um fardo.
"Foi o tempo mais limpo que o veículo espacial passou em Marte", disse Lemmon. "Durante o verão, havia tanta energia solar que eles tiveram que tentar usá-la à noite, porque, mesmo que a estivessem descarregando, usar essa energia durante o dia estava esquentando demais o veículo espacial".
Assim, Espírito gasto algumas noites observando o céu, mas os cientistas nunca viram um meteoro nesses dados. Dada a escala de observações coletadas no total, isso é bastante inconclusivo: pode significar que menos meteoros chegam a Marte do que os cientistas esperavam ou que a equipe simplesmente teve azar.
O InSight, que chegou em novembro de 2018, assumiu a tarefa como um projeto de baixa prioridade. As primeiras imagens vieram da Câmera de Implantação de Instrumentos, que está conectada ao braço do veículo espacial e pode ser apontada em locais específicos. Mas há meses, essa câmera tem tido preocupações mais prementes do que estrelas cadentes. O segundo instrumento científico fundamental do InSight, uma sonda de calor apelidada de toupeira, tem sido problemática. A toupeira é destinado a cavar-se cerca de 5 metros abaixo da superfície, medindo o transporte de calor na rocha marciana.
A escavação da toupeira tem sido lenta, no entanto. Em geral, o sonda tem lutado para obter tração na rocha. O instrumento chegou a sair parcialmente de sua toca em algumas ocasiões. As dificuldades enfrentadas pela toupeira significam que a Câmera de Implantação de Instrumentos se concentrou em fornecer aos engenheiros evidências visuais do que está acontecendo com a sonda e as tentativas de resgate. Não há tempo para observar as estrelas.
Assim, os cientistas que procuravam meteoros recrutaram a Câmera de Contexto do Instrumento. Como sua companheira, essa câmera foi deixada sob o rover Curiosity, com base em desenhos de 1999, e depois atualizada para ver em cores. (Próximo rover da NASA em Marte, lançado neste verão, terá câmeras novinhas em folha, incluindo lentes de zoom e capacidade de vídeo.)
Mas, diferentemente da Câmera de Implantação de Instrumentos, a Câmera de Contexto do Instrumento está presa no lugar e é equipada com uma lente olho de peixe que distorce sua visão. Não é um observador natural do céu, para dizer o mínimo. "Tem a vantagem de ser um campo de visão maior, e vemos cerca de um terço do horizonte", disse Lemmon. "Tem a grande desvantagem de não estar olhando muito alto no céu. Obviamente, se você estivesse aqui na Terra procurando meteoros, você não focaria no horizonte ".
As imagens diurnas da câmera evidenciam seus desafios de observar as estrelas: a própria Marte preenche a maior parte do campo de visão da câmera. Apesar da aparente uniformidade das imagens noturnas, o solo ocupa a maior parte da visão da Câmera de contexto do instrumento, sem estrelas para ver. Apenas uma faixa curva do céu permanece acima da rocha vermelha para ser preenchida com estrelas após o pôr do sol.
Até agora, embora Lemmon verifique cada imagem em busca de meteoros, as imagens do InSight ficaram vazias. "Há uma sensação de que é um tanto desmoralizante", disse Lemmon ao examinar cada imagem em busca de meteoros em potencial que nunca estão lá.
Ele disse que os cientistas sabem como devem ser esses objetos. Meteoros seguiria um caminho curvo como visto pela lente olho de peixe. Além disso, disse Lemmon, meteoros em Marte devem parecer mais ou menos o mesmo que aqui na Terra. "Você tem várias coisas, desde apenas uma faixa brilhante no céu até uma bola de fogo real", disse ele. A atmosfera rica em dióxido de carbono pode dar a um meteoro um brilho laranja, mas Lemmon disse que não tem certeza de que as câmeras da InSight possam detectar essa mudança de cor.
Mas a maioria das pontadas de luz nas imagens do InSight vem de um fenômeno celestial completamente diferente: raios cósmicos, fragmentos de átomos que se espalham pelo universo em todas as direções. Ao contrário das estrelas e meteoros terrestres para pedestres, os raios cósmicos são muito difíceis de fotografar da Terra. Nossa atmosfera impede que muitas dessas partículas cheguem à superfície. Uma câmera de sorte na Terra preparada para tirar uma imagem de longa exposição pode capturar um raio cósmico aqui ou ali.
Mas Marte não tem a atmosfera da Terra para combater os raios cósmicos, deixando o Planeta Vermelho preparado para hospedar um detector de raios cósmicos, disse Justin Maki, cientista de imagens do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, na Califórnia. É isso que todo ponto brilhante abaixo da curva invisível do horizonte nas imagens noturnas da Câmera de Contexto do Instrumento é a impressão digital de um raio cósmico. "O universo está meio cheio de raios cósmicos", Disse Maki." Você não pensa muito sobre eles, porque eles geralmente passam por você ou pelo ambiente. "
Embora eles não afetem os outros dados do InSight, as imagens de raios cósmicos podem alimentar a curiosidade dos cientistas sobre essas partículas, particularmente sua frequência em Marte. O comprimento de uma faixa fala com o tipo de partícula envolvida - faixas mais longas são tipicamente prótons ou múons de alta energia, disse Lemmon - e o ângulo em que o raio cósmico está viajando. "Alguns deles vêm do sol. Alguns deles, não sabemos de onde vêm", disse Maki. (As cores exibidas refletem apenas a cor do sensor que o raio cósmico atingiu.)
As imagens noturnas do InSight até capturam as sombras dos raios cósmicos. Isso porque, para cada exposição de 5 minutos, a câmera também captura uma visão instantânea para subtrair a imagem principal, como uma espécie de imagem de calibração, disse Maki. Se um raio cósmico bate durante essa imagem instantânea, mas não durante a imagem principal, o resultado é uma mancha escura, marcando a sombra de onde um raio cósmico aparecerá na imagem instantânea.
Mas as fotos sinistras de observação de meteoros não continuarão voltando de Marte. O tempo está acabando para tirar fotos da câmera de contexto do instrumento, disse Lemmon, porque a infame estação marciana de tempestade de poeira logo começará, apagando o horizonte. "Dentro de algumas semanas, acho que não poderemos ver nem mesmo uma estrela brilhante tão baixa no céu", disse Lemmon.
Eles ainda veriam os raios cósmicos, é claro. Mas eles já viram muitos deles.
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