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  • Anderson Martins

Como o rover Yutu 2 vê através do chão?

O robozinho chinês revelou pela primeira vez como é o subsolo do lado oculto da Lua. Mas como foi possível fazer isso?

Rover chinês Yutu-2. O georradar imbutido na sonda examinou mais de 30 metros de profundidade a partir da superfície da Lua / Créditos: Programa de exploração lunar chinês.



Na última quarta-feira um artigo produzido por cientistas chinesxs e italianxs e publicado na revista Science Advances ganhou notoriedade no mundo todo. O tema era um estudo inédito sobre o subsolo do lado oculto da lua, explorado pela sonda chinesa Yutu 2.


A análise da sonda revelou o que havia a mais de 30 metros de profundidade. Além da presença de regolito lunar (poeira e fragmentos rochosos formados pelo impacto de pequenos meteoros), a sondagem encontrou vestígios de derramamento basáltico nas camadas subsequentes. Veja em mais detalhes aqui.


Mas a questão que se coloca é a seguinte: como foi possível olhar o que tem debaixo da superfície?


A resposta mais básica é de um radar que envia ondas eletromagnéticas que atravessam e refletem no interior dos objetos. O instrumento é comumente chamado de GPR (ground penetrating radar - radar de penetração do solo) ou georradar. Para entender seu princípio básico de funcionamento, é preciso ter algumas noções do que são ondas eletromagnéticas.


A natureza das ondas eletromagnéticas


Existem vários tipos de ondas eletromagnéticas e elas se diferem por conta da sua frequência. Dessas, a que mais os seres humanos estão familiarizados é a luz. Com ela, muitas pessoas podem facilmente analisar as dimensões dos objetos ao nosso redor, com o auxílio dos olhos. No entanto outras frequências estão presentes no cotidiano de muitas pessoas, incluindo o sinal de wi-fi e da torre de celular, o rádio, raio-X, infravermelho etc.


Um fato interessante sobre a luz visível é que podemos observá-la atravessando objetos com uma certa facilidade, dando a impressão de que não existe nada entre o observador e o próximo objeto visível. Por exemplo, entre este texto e seus olhos existe o ar, que é uma mistura de vários gases atmosféricos. A luz que parte da tela do dispositivo atravessa toda essa camada de ar até chegar nos seus olhos. Também, podemos citar a famosa trombada no vidro, que já causou momentos constrangedores para muitas pessoas. Ou seja, o vidro, o ar, a água dentre outros materiais são comumente definidos como transparentes.


Porém, se outras frequências forem consideradas, a definição do que é transparente muda. De fato, tais frequências não são visíveis, mas existem dispositivos capazes de realizar a leitura e transformá-las em uma imagem. Basta observar a chapa de raio-X, por exemplo. Tais ondas eletromagnéticas são capazes de atravessar os tecidos mais moles do nosso corpo, porém são absorvidas pelos ossos, que as refletem novamente.


Além da aplicação na medicina, podemos citar o uso dessas ondas no georradar, tendo várias aplicações. Por exemplo, na construção civil, análise do subsolo urbano e estudos geocientíficos. No espaço, vários satélites interplanetários utilizam essa técnica para o estudo da superfície das luas e planetas. Na superfície lunar, o rover Yutu 2.


Funcionamento


Com toda essa viagem conceitual sobre as ondas eletromagnéticas fica mais fácil entender como o sensor do robozinho chinês trabalha. O seu instrumento usa ondas eletromagnéticas em frequências capazes de atravessar os materiais do solo lunar. Tais ondas sofrem mudanças em sua velocidade de propagação no meio de acordo com a permissividade do material em que atravessa, revelando suas características. E então, quando ocorre a mudança desse meio, parte dessas ondas são refletidas e a outra parte continua a se propagar no outro meio, com outra velocidade.


Esquema de propagação e reflexão das ondas eletromagnéticas a partir do rover. A sonda se move em linha reta enquanto propaga sinais eletromagnéticos que atravessam o subsolo e refletem em suas camadas, revelando a sua profundidade e composição.


Assim, o sensor sabe exatamente o tempo que levou para a onda se propagar quando ele recebe o sinal de volta. Além disso, a sonda se movimenta em linha reta obtendo os dados que, quando colocados lado a lado, formam a imagem do subsolo de onde ocorreu a reflexão.


O rover Yutu enviou sinais de alta e baixa frequência para o subsolo do lado oculto da Lua, porém somente os sinais de alta frequência proporcionaram informações detalhadas.


Embora as ondas de baixa frequência sejam capazes de ir mais a fundo, o sensor da sonda não recebeu os sinais refletidos em uma boa qualidade, o que levou esses dados a serem descartados no artigo em questão por serem não confiáveis. Mas os sinais de alta frequência tiveram um papel fundamental e forneceram informações riquíssimas e inéditas sobre o lado oculto da Lua.




Referências: https://www.nytimes.com/2020/02/26/science/china-moon-far-side.html


https://advances.sciencemag.org/content/6/9/eaay6898


https://brasil.elpais.com/ciencia/2020-02-27/china-revela-do-que-e-feito-o-lado-oculto-da-lua.html


https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/ground-penetrating-radar



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