A sonda Hayabusa-2 se prepara para nova missão: fará exploração rápida de asteroides.

Hayabusa-2: voo rasante de pequenos corpos e teste de reconhecimento rápido sem novas missões

A estação interplanetária "Hayabusa-2" (Hayabusa2), que concluiu em 2020 a missão principal de trazer amostras do asteroide Ryugu, prepara-se para uma nova fase. Já foi aprovado o сценарio da missão estendida, voltada para o estudo do asteroide (98943) Torifune (Torifune 2001 CC21) em 2026 e do objeto 1998 KY26 em 2031. Essa etapa atende não apenas a objetivos científicos, mas também ao desenvolvimento de tecnologias de defesa planetária.

A escolha da trajetória EAEEA (Terra-Asteroide-Terra-Terra-Asteroide) surgiu como um compromisso entre relevância científica e restrições balísticas. O cenário alternativo EVEEA, com passagem por Vênus, foi descartado por causa do risco de superaquecimento dos sistemas da nave. O sobrevoo de Torifune está previsto para julho de 2026, a uma distância de 0,81 UA do Sol, o que mantém o regime térmico dentro dos limites aceitáveis.

O asteroide Torifune, integrante do grupo Apollo - classe de asteroides próximos da Terra cuja órbita cruza a órbita terrestre e cujo semi-eixo maior é superior a 1 UA; o grupo recebeu esse nome em referência ao asteroide (1862) Apollo -, tem cerca de 450 metros de diâmetro e período de rotação de 5,02 horas. Sua órbita apresenta aceleração não gravitacional causada pelo efeito Yarkovsky, que surge da emissão desigual de calor pela superfície do asteroide e pode alterar sua trajetória com o tempo, sobretudo no caso de corpos pequenos. Isso torna o objeto especialmente importante para o estudo da dinâmica de pequenos corpos.

O sobrevoo a 5,25 km/s e a uma distância mínima de 1–10 km do centro de massa do asteroide representa um desafio de engenharia considerável. Trata-se de uma das operações mais ambiciosas da história da astronáutica: em comparação, os sobrevoos das missões Lucy e New Horizons ocorreram, respectivamente, a centenas e milhares de quilômetros. Em grau de complexidade e proximidade com o alvo, a nova missão da "Hayabusa-2" só encontra paralelos em Deep Space 1 (26 km) ou Chang'E-2 (0,77 km). O obstáculo técnico está no fato de que a "Hayabusa-2", projetada originalmente para uma aproximação gradual, tem uma restrição rígida de velocidade para manobras angulares.

Isso define uma estratégia de apontamento em que a orientação da estação permanece inalterada durante a maior parte da aproximação, com uma correção mínima de alguns graus imediatamente antes do instante de máxima aproximação, de modo a manter o alvo no campo de visão. Outro limite crucial é imposto pelos ângulos de fase em relação ao Sol: as condições de iluminação permitem observações apenas até o momento do sobrevoo - com ângulo de fase de cerca de 20° a 5 horas da aproximação -, após o que a nave entra na região de sombra profunda do objeto (ângulo de cerca de 160°), tornando inviável a imagem pós-sobrevoo.

O plano do sobrevoo é dividido em três etapas: o segmento de navegação em solo, a correção autônoma a bordo e a fase científica. Os instrumentos da sonda precisam atuar de forma integrada para reunir o conjunto mais completo possível de dados sobre a composição e a estrutura do asteroide. Atenção especial foi dada aos ângulos de fase e à precisão das medições, fatores essenciais para a análise da superfície.

A primeira etapa - o circuito em solo, de T-10 dias até T-12 horas - se apoia na navegação óptica e na correção das efemérides do alvo com apoio de observatórios terrestres. A segunda fase - o circuito autônomo a bordo, de T-12 horas até T-5 minutos - utiliza algoritmos de navegação óptica relativa para a correção final da trajetória. A fase científica final cobre os últimos 5 minutos antes da aproximação, quando todos os recursos do sistema são direcionados à coleta de dados. Nesse intervalo, o conjunto de instrumentos opera em máxima sinergia. A câmera multiespectral ONC-T realiza a busca por satélites, o refinamento do eixo de rotação e o mapeamento da superfície. O termógrafo infravermelho TIR registra os fluxos de calor, permitindo calcular parâmetros como inércia térmica e porosidade do regolito, dados importantes para entender a estrutura superficial de pequenos corpos. O espectrômetro NIRS3 sai das observações integradas para medições com resolução espacial 50 segundos antes do sobrevoo, buscando bandas de absorção características de minerais hidratados (3 μm). O altímetro a laser LIDAR é acionado em "modo distante", com limiar de sensibilidade de 25 km. Paralelamente, continuam a calibração radiométrica dos instrumentos e o monitoramento do ambiente externo, incluindo a luz zodiacal e jatos cometários.

Em um contexto estratégico mais amplo, a missão será uma ferramenta importante na arquitetura de defesa planetária. O estudo de Torifune permitirá calibrar modelos de desvio cinético de objetos perigosos, ampliando a experiência acumulada pelas missões DART e Hera. A caracterização precisa das propriedades - massa, porosidade e resistência - é necessária para determinar o chamado coeficiente de transferência de impulso, que descreve quantitativamente a eficácia da mudança de órbita de um asteroide sob impacto. A demonstração da possibilidade de reconhecimento rápido com o uso de plataformas que já cumpriram sua missão principal apoia-se na alta eficiência e no custo-benefício dessa abordagem para resposta оперативa à ameaça de asteroides. O sucesso do sobrevoo de Torifune não apenas confirmará a flexibilidade tecnológica dos sistemas da "Hayabusa-2", como também dará uma contribuição relevante para a compreensão dos mecanismos de transporte de matéria no Sistema Solar primitivo.

Os responsáveis pela missão atualizada continuam sendo especialistas da JAXA, entre eles Yuichi Tsuda e Takanao Saiki. Eles respondem pela navegação e pelo controle da sonda, que deverá passar nas proximidades do asteroide a uma distância mínima. Tsuda foi o líder da missão principal ao asteroide Ryugu e agora supervisiona a missão estendida. Saiki é o engenheiro-chefe de navegação e controle, encarregado de desenvolver os algoritmos para o novo modo de sobrevoo.