A Cassini é a sonda espacial mais sofisticada já construída. Lançada em 1997 como missão conjunta da NASA / Agência Espacial Européia, levou sete anos para viajar até Saturno. Ele está orbitando o sexto planeta desde o sol desde então, enviando dados de imenso valor científico e imagens de magnífica beleza.
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A Cassini começa agora uma última campanha. Apelidado de Grand Finale, ele terminará em 15 de setembro de 2017 com a sonda mergulhando na atmosfera de Saturno, onde irá se queimar. Embora Saturno tenha sido visitado por três espaçonaves nas décadas de 1970 e 1980, meus colegas cientistas e eu não poderíamos imaginar o que a sonda espacial Cassini descobriria durante sua estada no planeta cercado quando foi lançado, há 20 anos.
Uma enorme tempestade se agitando na face de Saturno. No momento em que essa imagem foi tirada, 12 semanas após o início da tempestade, ela havia se envolvido completamente no planeta. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) Um planeta de mudança dinâmica
Tempestades maciças aparecem periodicamente no topo das nuvens de Saturno, conhecidas como Grandes Manchas Brancas, observáveis por telescópios terrestres. A Cassini tem um lugar na primeira fila para esses eventos. Descobrimos que, assim como as tempestades da Terra, essas tempestades contêm raios e granizo.
A Cassini tem orbitado Saturno por tempo suficiente para observar mudanças sazonais que causam variações em seus padrões climáticos, não muito diferentes das estações do ano na Terra. Tempestades periódicas freqüentemente aparecem no final do verão no hemisfério norte de Saturno.
Em 2010, durante o norte da primavera, uma tempestade excepcionalmente precoce e intensa apareceu nos topos das nuvens de Saturno. Foi uma tempestade de tamanha imensidão que envolveu todo o planeta e durou quase um ano. Não foi até que a tempestade comeu sua própria cauda que eventualmente cuspiu e desbotou. Estudar tempestades como essas e compará-las a eventos semelhantes em outros planetas (pense na Grande Mancha Vermelha de Júpiter) ajuda os cientistas a entender melhor os padrões climáticos em todo o sistema solar, mesmo aqui na Terra.
Tendo feito centenas de órbitas ao redor de Saturno, Cassini também foi capaz de investigar profundamente outras características apenas vislumbradas da Terra ou de sondas anteriores. Encontros próximos com a maior lua de Saturno, Titã, permitiram que os navegadores usassem a gravidade da lua para reorientar a órbita da sonda de modo que ela pudesse balançar sobre os pólos de Saturno. Por causa do forte campo magnético de Saturno, os pólos abrigam a bela Aurorae, assim como os da Terra e de Júpiter.
O vórtice de seis lados de Saturno no polo norte de Saturno conhecido como "o hexágono". Esta é uma superposição de imagens tiradas com filtros diferentes, com diferentes comprimentos de onda de luz atribuídas a cores. (NASA / JPL-Caltech / SSI / Universidade de Hampton, CC BY) A Cassini também confirmou a existência de um vórtice polar bizarro em forma de hexágono, originalmente vislumbrado pela missão Voyager em 1981. O vórtice, uma massa de gás rodopiante muito semelhante a um furacão, é maior do que a Terra e tem velocidades máximas de 220 mph.
Lar de dezenas de mundos diversos
A Cassini descobriu que Saturno tem mais 45 luas do que as 17 anteriormente conhecidas - colocando o total agora em 62.
O maior, Titã, é maior que o planeta Mercúrio. Possui uma densa atmosfera rica em nitrogênio com uma pressão de superfície uma vez e meia a da Terra. Cassini foi capaz de sondar sob a cobertura de nuvens desta lua, descobrindo rios fluindo em lagos e mares e sendo reabastecidos pela chuva. Mas neste caso, o líquido não é água, mas sim metano líquido e etano.
Imagem em cores falsas de Ligeia Mare, o segundo maior corpo conhecido de líquido na lua de Saturno, Titã. Está cheio de hidrocarbonetos líquidos. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) Isso não quer dizer que a água não é abundante lá - mas é tão fria em Titã (com uma temperatura de superfície de -180 ℃) que a água se comporta como rocha e areia. Embora tenha todos os ingredientes para a vida, Titã é essencialmente uma "Terra congelada", presa naquele momento antes que a vida pudesse se formar.
A sexta maior lua de Saturno, Encélado, é um mundo gelado com cerca de 300 milhas de diâmetro. E para mim, é o local da descoberta mais espetacular da Missão.
A descoberta começou humildemente, com um curioso lapso nas leituras do campo magnético durante o primeiro sobrevôo de Enceladus em 2004. Quando Cassini passou pelo hemisfério sul da Lua, detectou estranhas flutuações no campo magnético de Saturno. A partir disso, a equipe do magnetômetro da Cassini inferiu que Enceladus deve ser uma fonte de gás ionizado.
Intrigados, eles instruíram os navegadores da Cassini a fazer um sobrevôo ainda mais próximo em 2005. Para nosso espanto, os dois instrumentos projetaram para determinar a composição do gás que a espaçonave voa, o Espectrômetro de Plasma Cassini (CAPS) e a Massa Iônica e Neutra. O espectrômetro (INMS) determinou que a Cassini estava passando inesperadamente por uma nuvem de água ionizada. Emanando-se de rachaduras no gelo no pólo sul de Enceladus, estas plumas de água jorram para o espaço a velocidades de até 800 mph.
Eu estou na equipe que fez a identificação positiva da água, e devo dizer que foi o momento mais emocionante da minha carreira profissional. No que diz respeito às luas de Saturno, todos pensavam que toda a ação seria em Titã. Ninguém esperava que a pequena e despretensiosa Encélada abrigasse alguma surpresa.
A atividade geológica que ocorre em tempo real é bastante rara no sistema solar. Antes de Enceladus, o único mundo ativo conhecido além da Terra era a lua de Júpiter Io, que possui vulcões em erupção. Encontrar algo semelhante ao Old Faithful em uma lua de Saturno era praticamente inimaginável. O fato de tudo ter começado com alguém percebendo uma leitura estranha nos dados do campo magnético é um exemplo maravilhoso da natureza casual da descoberta.
A bacia do gêiser no pólo sul de Enceladus, com suas plumas de água iluminadas pela luz solar espalhada. (NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciências Espaciais, CC BY) A história de Enceladus só se torna mais extraordinária. Em 2009, as plumas foram diretamente fotografadas pela primeira vez. Sabemos agora que a água de Enceladus compreende o maior componente da magnetosfera de Saturno (a área do espaço controlada pelo campo magnético de Saturno), e as plumas são responsáveis pela própria existência do vasto anel-E de Saturno, o segundo anel mais externo do planeta.
Mais surpreendentemente, agora sabemos que sob a crosta de Enceladus há um oceano global de água salgada líquida e moléculas orgânicas, todas sendo aquecidas por fontes hidrotermais no fundo do mar. Análises detalhadas das plumas mostram que elas contêm hidrocarbonetos. Tudo isso aponta para a possibilidade de que Encélado seja um mundo oceânico que abriga a vida, bem aqui em nosso sistema solar.
Quando a Cassini mergulhar no topo das nuvens de Saturno ainda este ano, marcará o fim de uma das mais bem-sucedidas missões de descoberta já lançadas pela humanidade.
Os cientistas agora estão considerando missões direcionadas a Titã, Encélado ou possivelmente ambos. Uma das lições mais valiosas que se pode tirar da Cassini é a necessidade de continuar explorando. Tanto quanto aprendemos na primeira espaçonave para chegar a Saturno, nada nos preparou para o que encontraríamos com a Cassini. Quem sabe o que vamos encontrar a seguir?
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Dan Reisenfeld, professor de Física e Astronomia da Universidade de Montana
