Fobos: O Satélite Condenado de Marte

Uma órbita baixa demais para durar

Fobos é a lua mais próxima de Marte, com raio médio de 11,1 km e órbita a apenas 5.989 km da superfície. Seu período orbital de 7 h 39 min é inferior à rotação marciana, tornando-a uma órbita sub-síncrona. Sob a ação das forças de maré, a energia orbital de Fobos decresce lentamente, fazendo sua trajetória espiralar gradualmente em direção ao planeta.

Nota:
Uma órbita sub-síncrona é uma trajetória orbital cuja período é menor que a rotação do planeta. Neste caso, o satélite move-se mais rápido que a rotação do planeta abaixo dele. As forças de maré geradas por essa diferença transferem momento angular da órbita para o planeta, resultando em uma lenta espiralização em direção à superfície. Por outro lado, uma órbita supra-síncrona (período orbital > rotação planetária) leva ao afastamento progressivo do satélite.

Uma lenta descida rumo à desintegração

Medições altimétricas da missão Mars Global Surveyor (NASA) indicam que Fobos aproxima-se de Marte cerca de 1,8 cm por ano. Este movimento resultará em colisão ou fragmentação gravitacional em aproximadamente \(3 \times 10^7\) anos. De acordo com cálculos de Robert Burns (1964), o limite de estabilidade é definido pelo limite de Roche: \( d_R = R_p \times 2.44 \left( \frac{\rho_p}{\rho_s} \right)^{1/3} \) onde \(R_p\) é o raio de Marte, \(\rho_p\) sua densidade média e \(\rho_s\) a densidade do satélite. Quando Fobos atingir essa distância, aproximadamente 2,4 raios marcianos, suas tensões internas não resistirão mais às forças de maré, provocando sua fragmentação em um anel temporário ao redor de Marte.

Origem: captura ou acreção?

A origem de Fobos permanece debatida. Sua baixa densidade (\(\rho_s \approx 1,88\ \text{g.cm}^{-3}\)) e seu albedo muito baixo (0,07) sugerem uma composição rica em silicatos e carbono, semelhante aos asteroides do tipo C. Dois cenários principais são considerados:

• captura gravitacional de um asteroide primitivo do cinturão principal;
• acréscimo de material ejetado por um grande impacto em Marte, apoiado por modelos de Pascal Rosenblatt (2020).

Estrutura interna e fraturamento progressivo

Imagens de alta resolução da sonda Mars Reconnaissance Orbiter revelam fissuras de centenas de metros na superfície de Fobos. Essas estruturas indicam deformação interna devido a tensões de maré. Simulações de Terry Hurford (2014) mostram que essas fissuras se estendem na direção da máxima tensão imposta por Marte. Isso confirma que Fobos não é um bloco homogêneo, mas sim um aglomerado de detritos cuja coesão depende parcialmente de sua fraca gravidade.

Fobos e Deimos: um contraste orbital notável

Comparado à sua irmã Deimos, Fobos ilustra dois destinos opostos: um se desintegra lentamente, o outro afasta-se gradualmente. Essas trajetórias opostas resultam de sua posição relativa à órbita síncrona marciana.

Fontes: NASA, ESA, NASA ADS, Science@NASA.