A missão Chandrayaan-2 Vikran foi a segunda missão de exploração lunar da ISRO (Agência Espacial Indiana). A primeira foi a Chandrayaan-1 a 22 de Outubro de 2008, uma missão que durou cerca de 2 anos e que foi lançada a partir do Centro Espacial de Satish Dhawan (porto-espacial da ISRO), localizado no sul da India a 80 km ao norte de Chennai, na região Andhra Pradesh, em Sriharikota.

Chandrayaan-1 foi uma missão com um investimento total a rondar os 80 milhões de dólares americanos, e teve no início do seu desenvolvimento o apoio claro da Roscosmos, a agência espacial russa. De facto logo a 12 de novembro de 2007, representantes da Roscosmos e da ISRO assinaram um acordo de cooperação afim das duas agências colaborarem na missão Chandrayaan.

Essa missão foi dirigida ao Pólo Sul da Lua, uma vez que já em 2008 havia a convicção de que nessa zona seria fácil encontrar gelo de água, sendo por essa razão uma zona propícia para a construção futura de um posto avançado.

A Chandrayaan-1 também era pioneira, uma vez que as missões Apollo (da EUA) foram na sua totalidade dirigidas à zona equatorial da Lua. Nessa altura e com alguma ambição no horizonte, a sonda com 1308 Kg incluía instrumentação de infravermelhos e raios-X, e foi projectada para passar cerca de 2 anos a orbitar a Lua, fazendo o mapeamento completo da zona de superfície polar, produzindo dados sobre a topografia (em 3D) e características químicas.  

Correu tudo bem com a Chandrayaan-1, e esta encerrou o seu tempo de missão em 2010, conforme esperado.

Seguiu-se a Chandrayaan-2

A 22 de Julho de 2019 foi lançada a Chandrayaan-2, constituída por 3 módulos: a sonda orbital, o lander Vikran e o Rover Pragyan. Caso tivesse sido bem sucedida, a India seria o primeiro país a pousar um veículo espacial na zona do Pólo Sul lunar, e a quarta nação a pousar na Lua, além dos EUA, União Soviética e China.

Contudo isso não aconteceu, uma vez que a ISRO perdeu contacto com o módulo lunar quando este se encontrava a cerca de 2,1 Km de altitude acima da superfície da Lua. Importa referir que o local de pouso ficava a 350 km ao norte da borda da Bacia do Pólo Sul-Aitken, numa planície localizada entre duas crateras apelidadas de Manzinus C e Simpelius N.

Supunha-se que teria havido uma perda de controle provocado pelo mau funcionamento de um dos cinco propulsores, e que isso teria destabilizado o veículo, provocando em seguida o impacto no solo lunar.

Uma coisa é certa: não há dúvida que a ambiciosa missão da Índia para pousar na Lua falhou. A sonda Vikram, da missão Chandrayaan-2, caiu na superfície lunar em 7 de setembro de 2019, mas foi somente a 15 de Dezembro que os cientistas a encontraram. Porque demorou tanto tempo para encontrar o lander?

Como uma agulha no palheiro…

India, Chandrayaan-2, Vikran, ISRO
Créditos: NASA/Goddard/Arizona State University

Para procurar a sonda “desaparecida” ou despenhada, a ISRO tem que começar a partir dos últimos dados de telemetria da sonda, até se conseguir elaborar uma área aproximada de procura, ou as possíveis variantes de descida a partir do evento crítico a 2,1 Km de altitude.

Apesar da ISRO não ter fornecido este tipo de detalhes à NASA, a agência norte-americana resolveu incumbir o Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) para procurar o local do “Crash”!

Actualmente existem apenas dois orbitadores em redor da Lua que podem capturar imagens de alta resolução da superfície. O LRO da NASA que tem a melhor resolução de 0,5 metros / pixel, e o próprio orbitador do Chandrayaan 2, que consegue no máximo 0,32 metros / pixel.

A questão aqui é que a sonda Vikram não tem sequer 2 m de largura, o que corresponde a quatro pixels, no meio de milhares de milhões de pixels

Há outra agravante: os orbitadores não podem tirar fotos sempre que querem, mas sim sempre que passam por cima da região pretendida, e onde se supõe (ou se imagina) que o lander pousou ou caiu. Se olharmos para as órbitas do (orbitador) Chandrayaan-2 e do LRO-Lunar Reconnaissance Orbiter, verificamos que estes levam cerca de um mês até voltar a passar por cima da zona de procura, onde o lander Vikran poderá ser encontrado.

Os pixels e o Sol escondem o lander Vikran do orbitador Chandrayaan 2 e do LRO

India, Chandrayaan-2, Vikran
Créditos: NASA/Goddard/Arizona State University

Quando o orbitador Chandrayaan-2 e consequentemente a ISRO (agência espacial indiana) perderam contacto com a sonda terrestre (Lander) Vikran, que por sua vez levava a bordo o rover Pragyan, o touchdown na região polar sul da Lua era esperado apenas 15 minutos depois…

A descida normalmente é o “momento de terror”, até porque foi em Abril de 2019 que a sonda Beresheet de Israel se despenhou… Neste caso concreto, a sonda viajava a uma velocidade horizontal de cerca de 48 metros por segundo, e a uma velocidade vertical de cerca de 60 metros por segundo.

Estando tão perto da superfície da Lua, sabe-se que teria sido um controlador de voo da Deep Space Network da NASA, localizado em Madrid, que confirmou a cerca de 1 Km de altitude que as comunicações haviam parado definitivamente… Alguns minutos depois, o líder da missão indiana explicou que de facto tinha havido uma perda de telemetria da sonda logo aos 2,1 Km.

Estando portanto tudo perdido, iniciou-se a procura pelos 4 pixels que explicámos acima.

E se quatro pixels são difíceis de identificar, há ainda outras contrariedades que podem dificultar ainda mais este processo. Por exemplo é necessário que esses pixels sejam brilhantes, ou seja que possam reflectir luz solar.

Para que os pixels identificadores da sonda possam reflectir luz solar, é necessário que ou o módulo de aterragem esteja em posição favorável às fotos, ou pelo menos algumas das suas peças mais reflectoras. Ora esta circunstância favorável acontecer, numa descida e pouso descontrolados, só pode ser apenas fruto da sorte e do acaso. Pura e simplesmente não há nenhuma garantia que a sonda ficaria em posição de ser “fotografada” ou identificada…

E depois há a posição do Sol, que pode estar mais alta, mais baixa ou em ângulo intermediário. Isso significa que a cada passagem, longas sombras podem ser estendidas sobre o local do pouso, fazendo com que esses 4 pixels não reflictam luz para que possam ser identificados.

Os orbitadores faziam o scanning de superfície…

India, Vikran, ISRO
Créditos: NASA/Goddard/Arizona State University Legenda: Esta imagem mostra o ponto de impacto do Vikram e o campo de destroços a ele associados. Pontos verdes indicam os destroços da sonda/lander (confirmados ou prováveis). Os pontos azuis indicam perturbações no solo, provavelmente onde pequenos pedaços da sonda moveram o rególito lunar. O “S” indica os detritos identificados também pelo indiano Shanmuga Subramanian.

O LRO-Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA passou pela região de “desembarque” do Vikram pela primeira vez a 17 de Setembro, quando o ângulo do Sol era muito baixo. E portanto, grande parte desta região estava sombria, pelo que a equipa do LRO não encontrou nada. As imagens estavam cheias de ruído, e qualquer pixel brilhante era indistinguível da superfície obscurecida…

Amadores de todo o mundo fizeram o download das imagens/mosaico da NASA, produzidas pelo orbitador LRO, para ajudarem a procurar vestígios do Vikram.

Shanmuga Subramanian, um engenheiro de Chennai (e um doa “amadores” que fizeram a vistoria das fotos do LRO), entrou em contato com a equipe de LRO afirmando que tinha encontrado aquilo que lhe parecia ser um pedaço do Vikram, uma vez que era o único pixel brilhante cercado por sombras. E não se enganou!

Depois de 17 de Setembro, a LRO passou novamente por cima da região “suspeita” a 14 de Outubro e a 11 de Novembro, mas só em Dezembro foi descoberto. A sobreposição de imagens na área iluminada permitiu à equipa da LRO identificar diferenças subtis, que contudo não escaparam ao olho “clínico” do engenheiro indiano, Subramanian.

A proximidade com o desenrolar do Programa Artemis (a NASA a construir uma base lunar em 2024) e a ascensão do Espaço Low Cost (New Space), fará com que lançamentos de carga, sondas exploratórias etc, eventualmente se percam na enorme vastidão de terreno lunar. Este artigo serve para se perceber quais as dificuldades com que se debatem as equipas dos orbitadores que procuram as “sondas desaparecidas”!

 

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