Sondas gêmeas GRAIL: mapeando o interior oculto da Lua

Uma missão gêmea para sondar a gravidade lunar

A missão GRAIL, lançada em 2011 pela NASA, teve como objetivo medir as variações do campo gravitacional lunar com precisão inédita. As sondas idênticas, Ebb e Flow, foram colocadas em órbitas polares quase circulares para detectar até as menores anomalias de densidade dentro da Lua. Seu funcionamento baseou-se na medição ultra precisa da distância entre elas através de um link de micro-ondas sensível a variações da ordem do micrômetro.

Princípio da medição gravimétrica diferencial

Quando uma sonda sobrevoa uma região lunar mais densa, ela sofre uma atração gravitacional ligeiramente maior e acelera. Esta variação relativa altera a distância entre os dois satélites, medida continuamente por interferometria de micro-ondas. Correlacionando essas variações de distância com a posição orbital, os cientistas reconstruíram um mapa gravimétrico global da Lua, revelando sua estrutura interna com resolução sem precedentes. O princípio baseia-se na relação \(\Delta g = \frac{GM}{r^2}\), onde \(\Delta g\) representa a variação local do campo gravitacional.

Resultados e descobertas geofísicas

Os mapas obtidos permitiram estimar a espessura da crosta lunar entre 34 e 43 km, mais fina do que o previsto. Eles também revelaram uma rede complexa de fraturas sob grandes bacias de impacto, indicando uma crosta rígida e fraturada. Esses dados forneceram informações essenciais sobre a diferenciação do manto e a cristalização do magma lunar inicial, assim como sobre a evolução térmica do satélite desde sua formação.

Tabela de parâmetros orbitais principais

Fonte: NASA - Resumo da missão GRAIL.

Legado científico

O princípio da medição gravimétrica diferencial deriva diretamente do projeto GRACE, desenvolvido no início dos anos 2000 por Byron Tapley (1936-) e colaboradores. Ambas as missões demonstraram que a gravidade pode se tornar uma ferramenta de sondagem interna planetária tão poderosa quanto a sismologia.