O orbitador solar da ESA está se aproximando do periélio, o ponto de maior aproximação do Sol

O satélite de observação solar Solar Orbiter (SolO) da ESA está se aproximando do periélio, o ponto de maior aproximação do Sol em sua órbita atual. Ele chegará amanhã, 4 de abril de 2024, chegando a 0,29 unidades astronômicas do Sol. 1 UA é igual à distância entre a Terra e o Sol, por isso passará a uma distância de pouco mais de 43 milhões de quilômetros da superfície do Sol.

Este é um momento tão perigoso para a espaçonave quanto importante para as atividades científicas da missão, e é por isso que a equipe de controle da missão da ESA está se preparando para quaisquer problemas que o satélite possa encontrar durante seu voo sobre nossa estrela constantemente ativa e imprevisível.

Aproximando-se do Sol

SolO observa o Sol a partir de uma órbita excêntrica a uma distância de cerca de 60 raios solares, dentro da órbita de Mercúrio. Em 15 de junho de 2020, ele se aproximará da superfície do Sol a uma distância de 77 milhões de quilômetros, e em 26 de março de 2022, a uma distância de 48 milhões de quilômetros. O periélio mais próximo aproximará os 43 milhões de km.

O satélite é especialmente projetado para estar sempre apontado para o Sol, e seu lado voltado para a nossa estrela é protegido por um escudo solar. Durante sua órbita, ele é exposto a (em média) 13 vezes mais radiação solar intensa do que na Terra. A temperatura no SolO é regulada por radiadores especiais que dissipam o excesso de calor no espaço.

No entanto, a aproximação do periélio é uma operação muito delicada. A Solar Orbiter tem menos energia restante, pois tem que inclinar seus painéis solares para longe do Sol para evitar danos devido ao calor extremo. Portanto, durante o periélio, uma equipe de especialistas em dinâmica de voo do Centro de Controle de Missão do ESOC monitorará o progresso do satélite muito de perto.

Tempos desesperados pedem medidas desesperadas

Se algo der errado enquanto a equipe está trabalhando, o SolO pode se colocar automaticamente em "modo de segurança". Neste modo, o software de bordo é reiniciado e apenas as funções mais básicas são ativadas.

Ativar esse modo durante o periélio seria particularmente prejudicial devido ao severo impacto nas operações científicas, que são mais importantes neste momento.

A maior prioridade no modo de segurança é apontar a antena de comunicações de volta para a Terra e restabelecer o contato o mais rápido possível. O Sol é tão brilhante que um sensor solar básico é suficiente para a Solar Orbiter sempre saber onde o Sol está, mas os cientistas na Terra têm que confiar em rastreadores de estrelas para determinar qual direção o satélite está enfrentando.

Os rastreadores de estrelas são ativados automaticamente no modo pré-modo, e o SolO os usa para reconhecer padrões de estrelas específicos. A partir deles, ele pode determinar sua orientação e a direção em que sua antena deve ser apontada para se comunicar com a Terra.

Solar Orbiter durante testes realizados em dezembro de 2018 em uma câmara térmica de vácuo nas instalações do IABG em Ottobrunn, Alemanha. Lâmpadas de alta potência simulam a radiação solar para demonstrar que o satélite pode suportar as temperaturas extremas que encontrará perto do Sol. A cor indica as temperaturas de superfície do SolO correspondentes ao intervalo indicado na escala de cores à direita (em °C).

Pior cenário e testes de recuperação

No modo de segurança, a SolO só pode usar sua antena de comunicação sobressalente. Ele pode se mover para cima e para baixo em um eixo, mas não para a esquerda e para a direita no outro. Isso evita uma série de complicações potenciais, mas também significa que todo o dispositivo tem que girar para apontar a antena em uma determinada direção.

A solução para o problema é o efeito estroboscópico: se o Solar Orbiter estiver em modo temporário e não puder determinar a localização da Terra, ele começará a girar em torno de um eixo, mantendo o escudo térmico apontado para o Sol.

No modo estroboscópica, o SolO emite um sinal especial. Uma vez detectado em uma das estações terrestres, será possível avaliar a situação, entender o que causou a ativação do Modo de Segurança e realizar operações de solução de problemas e recuperação. Isso é especialmente verdadeiro para reiniciar sistemas mais avançados, como instrumentos científicos.

Em seus quatro anos no espaço, a Solar Orbiter nunca precisou recorrer ao uso de uma luz estroboscópica para recuperação. Assim, as equipes do ESOC aproveitaram o recente período de baixa latência de comunicação com a Solar Orbiter para verificar se estavam prontas para a verdadeira recuperação estroboscópica.

Os testes de recondicionamento foram bem-sucedidos. As equipes confirmaram que poderiam detectar o alarme da Solar Orbiter e determinar o status do satélite no caso de o modo de emergência ser ativado (mesmo com rastreadores estelares defeituosos).