Tudo o que você precisa saber sobre Chandrayaan-3

Em 23 de agosto de 2023, a agência espacial indiana Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO) pousou com sucesso sua missão lunar Chandrayaan-3 no pólo sul da lua. Isto faz da Índia a primeira nação a pousar uma nave espacial em terrenos acidentados perto do pólo sul lunar na história da humanidade e a quarta a pousar com sucesso uma nave espacial na Lua. Até então, apenas três nações tinham conseguido aterragens não tripuladas na Lua – a União Soviética, os Estados Unidos e a China. Os Estados Unidos são a única nação que conseguiu pousar tripulados na Lua com sucesso.

O que é chandrayaan-3?
Chandrayaan-3 é a terceira missão lunar da agência espacial indiana ISRO lançada no âmbito do programa Chandrayaan ou Programa de Exploração Lunar Indiano. O programa Chandrayaan da Índia visa enviar missões tripuladas à Lua e encontrar maneiras de manter a presença nela para missões futuras e mais distantes no espaço. O sucesso do Chandrayaan-3 é um feito não apenas para a Índia, mas para toda a humanidade.

'Chandrayaan' é uma palavra em sânscrito que significa veículo lunar; 'Chandra' significa lua e 'Yaan' significa veículo. Em sânscrito, a lua também é conhecida pelos nomes 'Tusharanshu' e 'Himanshu'. Ambos significam 'aquele que está parcialmente coberto de neve ou gelo'. Um dos principais objetivos do Chandrayaan-3 é encontrar gelo na superfície lunar que possa fornecer combustível, oxigênio e água potável para missões de exploração espacial distantes.

A missão
A ISRO lançou sua primeira missão lunar Chandrayaan-1 em 2008. A espaçonave carregava uma sonda de impacto lunar que teve sucesso na detecção de água na superfície lunar. Chandrayaan-1 também realizou mapeamento e perfil da atmosfera da lua.

A segunda missão lunar ‘Chandrayaan-2’ foi agendada para 2013, mas foi adiada para 2016, quando a Rússia não conseguiu desenvolver o módulo de pouso para a agência espacial. Como resultado, a Índia decidiu desenvolver a sua missão lunar de forma independente e lançou o 'Chandrayaan-2' em 2019. O Chandrayaan-2 deveria pousar um módulo de aterragem e um rover na superfície lunar. Embora tenha colocado com sucesso um orbitador em órbita lunar, a missão não conseguiu pousar com segurança na lua. O orbitador continuou a operar coletando dados científicos na Lua e deverá permanecer operacional por sete anos e meio.

No mesmo ano, a ISRO aprovou uma terceira missão à Lua, 'Chandrayaan-3', para atingir o objectivo incompleto de 'Chandrayaan-2', ou seja, aterrar com segurança uma nave espacial na Lua. A nova espaçonave pretendia pousar no mesmo local onde ‘Chandrayaan-2’ deveria pousar. A Índia lançou o 'Chandrayaan-3' em 14 de julho de 2023, às 14h35 IST, do Centro Espacial Satish Dhawan em Sriharikota, Andhra Pradesh, Índia. A missão levou 40 dias para chegar à Lua e pousou com segurança na superfície lunar em 23 de agosto.

O Chandrayaan-3 da Índia e o Luna-25 da Rússia estavam em uma corrida para pousar no pólo sul lunar pela primeira vez na história da humanidade. A missão Luna-25, lançada em 10 de agosto, entrou na órbita lunar em 16 de agosto, mas seu módulo de pouso caiu na Lua em 19 de agosto, após uma manobra orbital fracassada. Após o lançamento, o Chandrayaan-3 entrou na órbita lunar em 5 de agosto e seu módulo de pouso 'Vikram' pousou com sucesso o pólo sul lunar em 23 de agosto, tornando a Índia o primeiro país a pousar uma espaçonave no pólo sul da lua.

Chandrayaan-3 demonstrou com sucesso a tecnologia nativa da Índia para pousar uma espaçonave com segurança e sucesso nos terrenos desafiadores do outro lado da lua. A missão pretende agora demonstrar com sucesso o movimento do seu rover 'Pragyan' nos terrenos difíceis do Pólo Sul. O rover realizará diversos experimentos científicos na superfície lunar.

A próxima missão lunar da ISRO, 'Chandrayaan-4', deverá ser lançada em 2026-28. Será uma missão colaborativa com a agência espacial japonesa JAXA e terá como objetivo a amostragem in loco da superfície lunar.

O veículo lançador
LVM3 é o veículo de lançamento usado tanto para Chandrayaan-2 quanto para Chandrayaan-3. LVM-3 é o veículo de lançamento operacional de carga pesada da ISRO. Este é o quarto voo operacional do LVM3 que lançou o Chandrayaan-3 para a Geo-Transfer Orbit (GTO). O LVM3 é o maior e mais pesado veículo de lançamento da Índia, usado para transportar satélites de clientes indianos e internacionais. É usado pela Índia para lançar satélites multissatélites, multiórbitas (LEO, MEO, GEO) e missões interplanetárias.

A espaçonave
A espaçonave Chandrayaan-3 consiste em três componentes principais – um módulo de propulsão, um módulo de aterrissagem 'Vikram' e um rover 'Pragyan', todos desenvolvidos de forma independente e local.

O módulo de propulsão transportou o módulo de pouso e o rover da órbita de injeção até a órbita lunar de 100 km. O módulo também carregava um espectropolarímetro de carga útil da Terra Planetária Habitável (SHAPE), a única carga útil no módulo de propulsão, para medições espectrais e polarimétricas da Terra a partir da órbita lunar. Utiliza um sistema de propulsão bipropelente (MMH+MON3) e conta com um transponder de banda S para comunicação com a estação de controle de solo.

O módulo de pouso 'Vikram' recebeu o nome do pai do programa espacial indiano, Vikram Sarabhai. Tem cerca de 2 metros de altura e massa de apenas 1.700 kg. É alimentado por um painel solar e uma bateria. O módulo de pouso está equipado com quatro pernas e quatro propulsores de pouso para um pouso seguro na Lua. Para comunicação com o orbitador Chandrayaan-3 e a estação de controle terrestre, o módulo usa canais ISDN. Ele pode comunicar dados diretamente à estação de controle terrestre ou através do orbitador. O módulo de pouso é responsável pelo pouso suave na superfície lunar. Após um pouso suave com sucesso no pólo sul lunar, o módulo de pouso permanecerá operacional por 14 dias terrestres (1 dia lunar) na lua. O módulo de pouso possui três cargas úteis a bordo.

O veículo espacial se chama 'Pragyan', que significa 'sabedoria' em sânscrito. Tem cerca de 1 metro de comprimento e massa de cerca de 27 kg. Está equipado com seis rodas que o ajudarão a deslocar-se pela superfície lunar. O rover está equipado com duas cargas úteis, uma câmera de terreno e uma câmera panorâmica.

4 horas após pousar com sucesso na Lua, o rover Pragyan desceu do módulo de pouso até a superfície lunar. Irá explorar a área circundante por um período de 14 dias. O rover viajará a uma velocidade de cerca de 1 cm por segundo e será capaz de percorrer uma distância de cerca de 500 metros. As rodas traseiras do veículo espacial deixarão marcas do emblema nacional da Índia e do logotipo ISRO na superfície da lua.

Confira o seguinte vídeo do rover 'Pragyan' chegando à superfície lunar, feito pelo módulo de pouso Chandrayan-3 Vikram:

Pragyan pretende estudar a composição química e mineralogia da superfície lunar, mapear a área circundante, obter imagens panorâmicas dos arredores e procurar água na lua. No momento em que este artigo foi escrito, Pragyan já havia feito um moonwalk de 8 metros. Ele terá comunicação através do módulo de pouso durante sua caminhada lunar de 14 dias. O local de pouso do módulo de pouso e rover Chandrayaan-3 fica a exatamente 625,64 km do pólo sul lunar.

Cargas úteis e equipamentos
Chandrayaan-3 transporta um total de 6 cargas úteis. O módulo de propulsão permanecerá como um orbitador atualmente em uma órbita de 153 x 163 km inserido antes da separação do módulo de pouso. Ele carrega um espectropolarímetro do planeta habitável Terra (SHAPE). Esta é a única carga útil do módulo de propulsão do Chandrayaan-3. É uma carga experimental para estudar as assinaturas espectropolarimétricas do planeta habitável Terra na faixa de comprimento de onda do infravermelho próximo (NIR) (1 ~ 1,7um).

O módulo de pouso carrega três cargas úteis:

Sonda RAMBHA-LP Langmuir: Medirá a densidade do plasma próximo à superfície (íons e elétrons) e sua variação com o tempo.

ChaSTE: O experimento termofísico de superfície do Chandra (ChaSTE) realizará medições das propriedades térmicas da superfície lunar perto da região polar.

ILSA: O instrumento de atividade sísmica lunar (ILSA) medirá a sismicidade ao redor do local de pouso e delineará a estrutura da crosta e do manto lunar.

O módulo de pouso também está equipado com duas câmeras:

Câmera Vikram Lander Imager (LI)-1: Esta câmera está localizada na parte superior do módulo de pouso e é usada para tirar imagens da superfície lunar durante a descida e pouso. Possui resolução de 1024×1024 pixels.

Câmeras de detecção de posição do módulo de pouso (LPDF): Essas câmeras estão localizadas nas laterais do módulo de pouso e são usadas para rastrear a posição do módulo de pouso durante a descida e o pouso. Eles têm uma resolução de 256×256 pixels.

Existem vários sensores no módulo de pouso, incluindo um altímetro (para medir a altura do módulo de pouso em relação à superfície lunar), um IMU (para medir a orientação e a velocidade angular do módulo de pouso) e um sensor de posicionamento (para determinar sua posição no módulo lunar). superfície). Além de todas essas cargas úteis e sensores, o módulo de pouso está equipado com sistema de navegação, sistema de comunicação, sistema de energia e sistema de controle térmico.

O rover ‘Pragyan’ carrega duas cargas úteis:

APXS: Espectrômetro de Raios X de Partículas Alfa (APXS) medirá a composição química e inferirá a composição mineralógica para a compreensão da superfície lunar.

LIBS: Espectroscópio de decomposição induzida por laser (LIBS) determinará a composição elementar do solo lunar e das rochas ao redor do local de pouso lunar.

Além dessas cargas úteis, Pragyan está equipado com uma câmera de terreno (para mapear a área circundante), uma câmera panorâmica (para capturar imagens panorâmicas da lua), um magnetômetro (para medir o campo magnético da lua), detector de poeira (para medir quantidade de poeira na atmosfera lunar), sensor de temperatura (para registrar a temperatura ambiente na lua), sistema de comunicação com o módulo de pouso 'Vikram' e o orbitador Chandrayaan-3, sistema de navegação e sistema de energia.

A jornada
A seguir está um breve cronograma da missão Chandrayaan-3:

14 de julho de 2023: Chandrayaan-3 é lançado do Centro Espacial Satish Dhawan.

15 de julho de 2023: Chandrayaan-3 entra na órbita da Terra.

17 de julho de 2023: Chandrayaan-3 entra em uma trajetória translunar.

5 de agosto de 2023: Chandrayaan-3 entra em órbita lunar.

17 de agosto de 2023: O módulo de pouso se separa do módulo orbital.

18 de agosto de 2023: O módulo de pouso inicia sua descida até a superfície lunar.

23 de agosto de 2023: O módulo de pouso pousa na superfície lunar.

23 de agosto de 2023: O rover é implantado a partir do módulo lander.

Chandrayaan-3 retornará à Terra?
Não, o Chandrayaan-3 não foi projetado para uma viagem de retorno à Terra. O lander Vikram' e o rover 'Pragyan' explorarão a lua por 14 dias terrestres e permanecerão na lua após concluir a exploração. O orbitador Chandrayaan-3 permanecerá operacional por 7,5 anos e continuará coletando dados científicos da lua.

Por que Chandrayaan-3 é importante?
Chandrayaan-3 pousou perto do pólo sul da lua. Esta região específica da Lua é de grande interesse científico devido a algumas características únicas. O pólo sul lunar é caracterizado pela presença de crateras permanentemente sombreadas onde é possível encontrar deposições de substâncias voláteis como água gelada. Essas crateras nunca recebem luz solar direta e têm temperaturas extremamente baixas. Antes do Chandrayaan-3, nenhuma outra nação pousou uma espaçonave no pólo sul da Lua devido ao seu terreno extremamente desafiador. Se a presença de gelo de água for confirmada pelo Chandrayaan-3, será um recurso valioso para futuras explorações lunares, usando a Lua como base para missões tripuladas ao espaço profundo ou mesmo explorando possibilidades de assentamento humano na Lua. Chandrayaan-3 também será útil na compreensão da história geológica da Lua e dos processos que moldaram a sua superfície.

Ao contrário da China e da Rússia, a Índia é signatária do Acordo Artemis juntamente com os Estados Unidos e quase 30 outros países. Os Estados Unidos estão planejando reenviar astronautas à Lua até 2030, com o primeiro pouso humano conhecido como missão Artemis III agendado para 2025-26. A missão Artemis tem como objetivo enviar a primeira mulher e a primeira pessoa negra à lua. A missão espacial internacional visa estabelecer uma presença de longo prazo na Lua e usar a Lua como porta de entrada para enviar os primeiros astronautas a Marte. Chandrayaan-3 será útil para as missões Artemis, já que o pólo sul lunar é a única região onde a presença duradoura na Lua e ao redor dela é possível.

Chandrayaan-3 também demonstrou a capacidade da Índia de engenharia e exploração espacial econômica. Chandrayaan-3 foi lançado com um orçamento de apenas US$ 74 milhões, metade do orçamento do filme de Hollywood Interestelar. A missão reforçou a posição da Índia para o futuro turismo espacial.

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