Hayabusa2: missão estendida prevê sobrevoo de Torifune em 2026 e de 1998 KY26 em 2031

A sonda fará sobrevoos de pequenos corpos em alta velocidade e testará uma forma de estudá-los rapidamente sem lançar novas missões

Missão estendida da Hayabusa2 após Ryugu

A estação interplanetária Hayabusa2, que concluiu em 2020 a missão principal ao trazer para a Terra amostras do asteroide Ryugu, prepara-se para uma nova etapa operacional. Já foi aprovado o plano da missão estendida: um encontro com o asteroide (98943) Torifune (Torifune 2001 CC21) em 2026 e, mais adiante, a visita ao objeto 1998 KY26 em 2031. Além do retorno científico, essa fase também é desenhada para exercitar capacidades ligadas à defesa planetária.

Trajetória EAEEA e limites térmicos

A rota escolhida, EAEEA (Terra–Asteroide–Terra–Terra–Asteroide), resulta de um equilíbrio entre o valor científico dos alvos e as restrições balísticas do sistema. Uma alternativa, EVEEA, que incluiria um sobrevoo de Vénus, acabou descartada devido ao risco de sobreaquecimento dos subsistemas da nave.

O sobrevoo de Torifune está programado para julho de 2026, quando o corpo estará a 0,81 UA do Sol - uma geometria que permite manter o regime térmico dentro de limites aceitáveis.

Asteroide (98943) Torifune: características e importância dinâmica

O Torifune pertence ao grupo Apollo (classe de asteroides próximos da Terra cujas órbitas cruzam a órbita terrestre e cujo semi-eixo maior é maior que 1 UA; o nome vem do asteroide (1862) Apollo). As estimativas indicam diâmetro de cerca de 450 metros e período de rotação de 5,02 horas.

A órbita do objeto apresenta aceleração não gravitacional associada ao efeito Yarkovsky, gerado pela emissão térmica desigual da superfície. Esse mecanismo pode, com o tempo, alterar a órbita de um asteroide - sobretudo no caso de corpos menores -, o que torna o Torifune um alvo relevante para compreender a dinâmica de pequenos corpos.

Sobrevoo rápido e extremamente próximo: desafios de engenharia

O plano prevê um sobrevoo a 5,25 km/s, passando a uma distância mínima de 1–10 km do centro de massa do asteroide - um patamar de dificuldade elevado. Para comparação, as passagens das missões Lucy e New Horizons ocorreram a distâncias de centenas e milhares de quilómetros, respetivamente. Pela combinação de proximidade e complexidade, o novo encontro da Hayabusa2 só encontra paralelo em casos como Deep Space 1 (26 km) e Chang'E-2 (0,77 km).

Parte do desafio é que a Hayabusa2 foi concebida para aproximações graduais; por isso, existe uma limitação rígida na taxa de manobra angular. Isso leva a uma estratégia de “fixação” de atitude: a orientação da nave permanece estável durante quase toda a aproximação, com apenas uma correção pequena, de alguns graus, imediatamente antes do instante de maior proximidade, para manter o alvo no campo de visão.

Outro limitador crítico são os ângulos de fase em relação ao Sol. As condições de iluminação permitem observações apenas antes da passagem: cerca de 5 horas antes do encontro, o ângulo de fase é de aproximadamente ~20°. Depois, a nave entra numa geometria de sombra profunda do objeto, com ângulo em torno de ~160°, o que torna inviável realizar imagens após o sobrevoo.

Fases do encontro e sinergia dos instrumentos

O cenário operacional do sobrevoo é dividido em três etapas: um ciclo de navegação com apoio do solo, uma correção autónoma a bordo e a fase científica propriamente dita. O desempenho depende de coordenação fina entre instrumentos, com atenção especial aos ângulos de fase e à precisão das medições - fundamentais para interpretar a superfície.

1. Fase 1 - ciclo de navegação em solo (de T-10 dias a T-12 horas): baseada em navegação ótica e na atualização das efemérides do alvo, com suporte de observatórios terrestres.
2. Fase 2 - ciclo autónomo a bordo (de T-12 horas a T-5 minutos): uso de algoritmos de navegação ótica relativa para a correção final da trajetória.
3. Fase 3 - janela científica (últimos 5 minutos antes da maior proximidade): os recursos da plataforma são priorizados para aquisição de dados, e o conjunto de instrumentos trabalha no máximo de sinergia.

Durante a fase científica, a câmara multiespectral ONC-T é responsável por procurar satélites, refinar a determinação do eixo de rotação e mapear a superfície. O termógrafo infravermelho TIR mede fluxos de calor, permitindo estimar parâmetros como inércia térmica e porosidade do regolito, essenciais para inferir a estrutura superficial de pequenos corpos.

O espectrómetro NIRS3 muda de observações integradas para medições com resolução espacial a partir de 50 segundos antes do sobrevoo, procurando bandas de absorção específicas de minerais hidratados (3 µm). Já o altímetro laser LIDAR opera no “modo distante”, com limiar de sensibilidade de 25 km.

Em paralelo, continuam a calibração radiométrica dos instrumentos e o acompanhamento do ambiente externo, incluindo a luz zodiacal e jatos de cometas.

Papel na defesa planetária e ligação com DART e Hera

Num contexto estratégico mais amplo, o sobrevoo integra a construção de uma arquitetura de defesa planetária. A caracterização do Torifune servirá para calibrar modelos de desvio cinético de objetos potencialmente perigosos, ampliando a experiência acumulada com DART e Hera.

A determinação precisa de propriedades como massa, porosidade e resistência é necessária para estimar o coeficiente de transferência de impulso, parâmetro que quantifica quão eficaz é a alteração da órbita de um asteroide após um impacto. Ao mesmo tempo, demonstrar uma capacidade de reconhecimento rápido com uma plataforma que já cumpriu a missão principal reforça a atratividade do método por eficiência e custo, favorecendo respostas operacionais a uma ameaça por asteroide.

O êxito do sobrevoo de Torifune não só validará a flexibilidade tecnológica dos sistemas da Hayabusa2, como também contribuirá para compreender os mecanismos de transporte de matéria no início do Sistema Solar.

Equipe responsável pela missão estendida

A liderança da missão atualizada permanece com especialistas da JAXA, incluindo Yuichi Tsuda e Takanao Saiki. Eles são responsáveis pela navegação e pelo controlo da sonda, que deverá cruzar a vizinhança do asteroide a uma distância mínima. Tsuda comandou a missão principal ao Ryugu e agora supervisiona a extensão. Saiki atua como engenheiro líder de navegação e controlo, desenvolvendo os algoritmos exigidos pelo novo regime de sobrevoo.