Resultados recentes da missão InSight revelam que Marte sofre 280 a 360 grandes impactos de meteoritos por ano, excedendo em muito as estimativas anteriores baseadas em imagens de satélite. Esta abordagem sísmica oferece uma nova maneira de determinar a idade das superfícies de Marte e de outros planetas. Direitos autorais: NASA/JPL-Caltech
Sinais sísmicos indicam Marte O nosso planeta é atingido anualmente por cerca de 300 meteoritos do tamanho de uma bola de basquete, fornecendo uma nova ferramenta para determinar a idade das superfícies planetárias.
Cientistas que participam NASAA missão InSight da NASA revelou que Marte sofre muito mais impactos de meteoritos do que se pensava anteriormente, com médias anuais variando entre 280 e 360 grandes impactos. Esta nova compreensão decorre de dados sísmicos capturados pelo sismógrafo da InSight, sugerindo uma forma mais eficiente de datar as superfícies dos planetas em todo o sistema solar.
Nova pesquisa liderada por cientistas da Colégio Imperial de Londres E a ETH Zurique, como parte da missão InSight da NASA, destacou a frequência com que ocorrem “terremotos marcianos” causados por impactos de meteoritos em Marte.
Os pesquisadores descobriram que Marte sofre cerca de 280 a 360 impactos de meteoritos todos os anos, criando crateras com mais de oito metros de diâmetro e abalando a superfície do Planeta Vermelho.
A taxa destes terremotos marcianos, detectada pelo “sismômetro” da InSight – um instrumento capaz de medir os menores movimentos do solo – excede estimativas anteriores baseadas em imagens de satélite da superfície marciana.
Essas crateras foram formadas como resultado da colisão de um meteorito com Marte em 5 de setembro de 2021 e são as primeiras crateras a serem observadas pela sonda InSight da NASA. Tirada pela Mars Reconnaissance Orbiter da NASA, esta imagem colorida destaca a poeira e o solo perturbados pelo impacto em azul para tornar os detalhes mais visíveis ao olho humano. Direitos autorais: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona
Dados sísmicos e datação planetária
Os investigadores dizem que estes dados sísmicos podem ser uma forma melhor e mais direta de medir as taxas de impacto de meteoritos e podem ajudar os cientistas a datar com mais precisão as superfícies dos planetas em todo o sistema solar.
“Ao usar dados sísmicos para entender com que frequência os meteoritos atingem Marte e como esses impactos mudam sua superfície, podemos começar a entender melhor”, disse a Dra. Natalia Wojcicka, co-autora do primeiro estudo e pesquisadora associada no Departamento de Ciências da Terra e Engenharia no Imperial College London. Juntos, uma linha do tempo da história geológica e evolução do Planeta Vermelho.
“Podemos pensar nele como uma espécie de ‘relógio cósmico’ para nos ajudar a determinar a idade das superfícies de Marte e, talvez mais tarde, de outros planetas do sistema solar.”
O estudo é publicado hoje (28 de junho) na revista Astronomia natural.
Uma imagem de colagem mostra três impactos de meteoritos que foram detectados pela primeira vez por um sismógrafo no módulo de pouso InSight da NASA e posteriormente capturados pelo Mars Reconnaissance Orbiter da agência usando a câmera HiRISE. Direitos autorais: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona
Crateras arqueológicas como relógios cósmicos
Durante muitos anos, os cientistas usaram o número de crateras na superfície de Marte e de outros planetas como “relógios cósmicos” para estimar a idade dos planetas – as superfícies mais antigas dos planetas tinham mais crateras do que as mais jovens.
Para calcular a idade dos planetas desta forma, os cientistas têm tradicionalmente usado modelos baseados em crateras na Lua para prever a taxa de impactos de meteoritos de diferentes tamanhos ao longo do tempo. Para aplicar estes modelos a Marte, seria necessário ajustar a forma como a atmosfera evita que impactadores mais pequenos atinjam a superfície e os diferentes tamanhos e localizações de Marte no sistema solar.
Para pequenas crateras com menos de 60 metros de diâmetro, os cientistas de Marte também conseguiram observar a frequência com que novas crateras se formam usando imagens de satélite – mas o número de crateras encontradas desta forma é muito menor do que o esperado.
Renderização artística do módulo de pouso InSight operando na superfície de Marte. InSight, abreviatura de Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Thermal Transport, é um módulo de aterragem concebido para dar a Marte o seu primeiro exame abrangente desde a sua formação, há 4,5 mil milhões de anos. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech
Insights do sismômetro da InSight
Nesta nova investigação, que faz parte da missão da InSight de compreender a atividade sísmica e a estrutura interna de Marte, os investigadores identificaram um padrão até então desconhecido de sinais sísmicos produzidos por impactos de meteoritos. Esses sinais foram caracterizados por uma proporção incomumente maior de ondas de alta frequência em comparação com sinais sísmicos típicos, bem como outras características, e são conhecidos como terremotos marcianos de “muito alta frequência”.
Os pesquisadores determinaram que a taxa de impactos de meteoritos foi maior do que a estimada anteriormente, observando crateras recém-formadas capturadas por imagens de satélite e consistentes com a extrapolação de dados de crateras na superfície da Lua.
Isto destacou as limitações de modelos e estimativas anteriores, bem como a necessidade de melhores modelos para compreender a formação de crateras e os impactos de meteoritos em Marte.
O poder dos dados sísmicos na ciência planetária
Para resolver este problema, a equipa de cientistas utilizou a sonda InSight da NASA e o seu sismógrafo altamente sensível, SEIS, para registar eventos sísmicos que podem ter sido causados por impactos de meteoritos.
O SEIS detectou assinaturas sísmicas distintas desses terremotos marcianos de alta frequência, que os pesquisadores descobriram serem indicativos de impactos de meteoritos e distintos de outras atividades sísmicas.
Utilizando este novo método de detecção de impactos, os investigadores encontraram muito mais eventos de impacto do que o previsto pelas imagens de satélite, especialmente para pequenos impactos que produzem crateras com apenas alguns metros de diâmetro.
O professor Gareth Collins, coautor do estudo do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College London, disse: “O SEIS provou ser incrivelmente bem-sucedido na detecção de impactos – parece que ouvir os impactos é mais eficaz do que procurá-los se nós quero entendê-los.” Quantas vezes isso acontece?”
Melhorar nossa compreensão do sistema solar
Os investigadores acreditam que a implantação de sismógrafos mais pequenos e mais acessíveis em futuras sondas poderia melhorar ainda mais a nossa compreensão das taxas de impacto e da estrutura interna de Marte. Estas ferramentas ajudariam os investigadores a detectar mais sinais sísmicos, fornecendo um conjunto de dados mais abrangente para a compreensão dos impactos dos meteoritos em Marte e outros planetas, bem como a sua estrutura interna.
“Para compreender a estrutura interna dos planetas, usamos a sismologia”, disse o Dr. Wojcica. “Isso ocorre porque as ondas sísmicas mudam quando viajam ou refletem os materiais na crosta, manto e núcleo de um planeta. Ao estudar essas mudanças, os sismólogos. podemos determinar do que essas camadas são feitas e quão profundas elas são.”
“Na Terra, é mais fácil compreender a estrutura interna do nosso planeta observando os dados dos sismógrafos localizados em todo o mundo. No entanto, em Marte havia apenas um – SEIS. Para compreender melhor a estrutura interna de Marte, precisamos. A mais sismógrafos distribuídos por todo o planeta.
Além de novas pesquisas publicadas em Astronomia da naturezaA equipe também está envolvida em outro estudo publicado em Progresso científico Hoje, que usou imagens e sinais atmosféricos registrados pelo InSight para estimar a frequência com que os impactos ocorrem em Marte. Apesar de utilizarem métodos diferentes, ambos os estudos chegaram a conclusões semelhantes, fortalecendo os resultados gerais.
Referência: “Estimativa da taxa de impacto em Marte a partir de estatísticas de terremotos marcianos de frequência muito alta” 28 de junho de 2024, Astronomia natural. doi: 10.1038/s41550-024-02301-z
A Via Láctea não está sozinha em seu cantinho do universo.
Galáxias anãs pequenas e fracas, algumas com apenas mil estrelas, orbitam a nossa vizinhança cósmica em órbitas longas e graciosas. Não está claro exatamente quantas destas galáxias existem, mas presume-se que o seu número seja muito maior. 60 ou mais Nós encontramos até agora.
Os astrónomos conseguiram recentemente identificar mais dois destes planetas menores, mas esta notícia não resolve o problema como se poderia pensar. Agora parece que existem muitos deles.
Isto acontece porque as novas luas, denominadas Virgo 3 e Sextance 2, foram descobertas numa região do espaço já repleta de mais galáxias anãs do que os modelos de matéria escura prevêem.
“Incluindo quatro satélites anteriormente conhecidos, há um total de nove satélites na banda HSC-SSP.” Escreva uma equipe liderada por Daisuke Homma Observatório Astronômico Nacional do Japão.
“A taxa de detecção de anãs muito ténues é muito superior à taxa prevista pelos modelos modernos para o número de luas da Via Láctea esperada nos modelos de matéria escura fria, sugerindo que estamos perante um problema de ‘demasiados satélites’.”
A matéria escura é algo invisível e desconhecido no universo que contribui para um aumento da gravidade que não pode ser atribuído à matéria comum. As galáxias, incluindo a Via Láctea, estão saturadas e rodeadas por este material misterioso, dando mais velocidade à rotação galáctica e mais força gravitacional para atrair, reter e eventualmente devorar galáxias satélites.
Com base em modelos de matéria escura na Via Láctea, os astrónomos prevêem que a galáxia deve conter muito mais galáxias anãs do que as que foram descobertas até agora. Isto não significa necessariamente que estas galáxias não existam, e os cientistas não poupam esforços para tentar encontrá-las no escuro.
Os modelos baseados na matéria escura também nos dão previsões bastante detalhadas sobre quantas galáxias lunares deveríamos esperar ver em locais específicos, e é aqui que Virgo III e Sexton II representam um problema.
Homma e seus colegas estudaram dados do Hyper Suprime-Cam (HSC) do Programa Estratégico Subaru (SSP) para estudar parte do espaço, em busca de galáxias satélites pertencentes à Via Láctea. De acordo com os modelos de matéria escura, deveria haver cerca de quatro galáxias anãs lunares naquela parte do céu.
Com a descoberta das duas novas galáxias, o número total de satélites naquela região aumenta para nove. Mesmo antes da descoberta das duas galáxias, o número de satélites ali era demasiado elevado para ser explicado.
Mudar as coisas de lugar – excluindo a clássica galáxia anã Sextans, por exemplo, ou adotando um modelo diferente para prever quantas luas deveríamos ver – também não resolve o problema.
O melhor modelo prevê atualmente que existem cerca de 220 galáxias anãs orbitando a Via Láctea. Se aplicarmos a distribuição que encontramos na pegada HSC-SSP ao resto do espaço que rodeia a nossa galáxia, este número total estaria na verdade mais próximo de 500 satélites.
Mas é possível que a pegada HSC-SSP contenha uma concentração maior de satélites do que na parte média do espaço. A única maneira de determinar se este é o caso é continuar a olhar para outras partes do céu e contar as galáxias anãs que encontramos lá.
“O próximo passo é usar um telescópio mais poderoso que capture uma visão mais ampla do céu.” diz o astrônomo Masashi Chiba Da Universidade de Tohoku. “Próximo ano, Observatório Vera C. Rubin “As novas galáxias lunares no Chile serão utilizadas para este propósito. Espero que muitas novas galáxias lunares sejam descobertas.”
Mais Zoom/ Uma versão beta do motor Miranda da Firefly é executada em uma bancada de testes em Briggs, Texas.
Firefly Aeroespacial
BRIGGS, Texas – Um novo foguete de média elevação que está sendo desenvolvido pela Firefly Aerospace e Northrop Grumman eventualmente incluirá um propulsor recuperável que retornará ao seu local de lançamento na Virgínia para reutilização.
A Firefly já havia sugerido que a reutilização dos foguetes estava no roteiro do novo foguete – conhecido até agora como Veículo de Lançamento Médio (MLV) – mas as autoridades revelaram novos detalhes do plano durante uma recente visita da Ars à fábrica de foguetes Firefly em. zona rural central do Texas.
“A Northrop e a Firefly têm uma opinião semelhante, de que a reutilização desta classe de mísseis é um pré-requisito por vários motivos”, disse o CEO da Firefly, Bill Weber. “Economicamente, isso se torna uma vantagem porque não precisamos construir espaço terrestre adicional. … Da mesma forma, começa. A estrutura de preços para os clientes deverá se tornar muito competitiva, o que adoramos, e estaremos na metade do caminho.”
A Firefly é uma das várias empresas que correm para lançar novos foguetes de médio alcance, todos eles pelo menos parcialmente reutilizáveis. A Rocket Lab, talvez a empresa mais dominante na categoria Firefly, está desenvolvendo o foguete Neutron enquanto continua a lançar o foguete Electron menor, que já acumulou 50 missões. A Relativity Space, uma empresa privada bem financiada com sede na Califórnia, está desenvolvendo um foguete Terran R parcialmente reutilizável depois de abandonar seu veículo Terran 1 menor após apenas um vôo de teste. A Stoke Space está projetando um novo foguete com propulsor reutilizável e estágio superior.
Todos esses foguetes são projetados para competir com o foguete Falcon 9 da SpaceX, atual líder de mercado. Esses foguetes eventualmente se juntarão à lista de fornecedores de lançamento militares dos EUA para missões de segurança nacional, que atualmente inclui apenas a SpaceX, a United Launch Alliance e, mais recentemente, a Blue Origin.
Necessário para competir
Até agora, a Firefly forneceu poucos detalhes sobre seu roteiro de reutilização de foguetes. Mas os detalhes revelados à Ars mostram que a MLV usará um método familiar de recuperação.
“Para nosso projeto básico, estamos projetando em torno do pouso propulsivo para retornar ao local de lançamento”, disse Merritt Delia, gerente de propulsão do programa MLV. “Vamos iterar em todas essas coisas, mas basicamente estamos projetando. para reutilização. Não apenas o design, planejamos fazer isso.”
A Firefly pode decidir incluir a opção de pouso em barcos no mar, como a SpaceX está fazendo com seu foguete Falcon 9 e a Blue Origin planeja fazer com seu foguete New Glenn. Rocket Lab e Relativity também planejam fazer pousos de foguetes na praia. No entanto, esta abordagem é cara, requer manutenção do navio e atrasa o retorno dos boosters ao local de lançamento para reabastecimento, disse D'Elia.
Os testes da tecnologia de recuperação de reforço do MLV começarão com o primeiro vôo do foguete, de acordo com D'Elia, quando a Firefly acionará seus motores de controle para demonstrar a primeira manobra de capotamento do primeiro estágio para retornar ao local de lançamento após a separação do estágio superior do MLV.
O CEO da Firefly, Weber, disse que o objetivo da empresa é recuperar e reutilizar totalmente o propulsor MLV até o sexto vôo do foguete. Ele acrescentou: “Do jeito que está, isso acontecerá por volta do sexto voo. Provavelmente será quando a empresa estiver fazendo bem para colocar essa capacidade em voo”.
No solo, a Firefly está projetando motores Miranda para serem capazes de realizar múltiplas queimadas em um único vôo, a capacidade necessária para pousos propulsivos. Os engenheiros estão testando as estruturas compostas do Miranda para garantir que possam suportar vários lançamentos e pousos, incluindo o calor da reentrada.
“Para cumprir a cadência de lançamento, ir tão rápido quanto precisamos, fazê-lo a custos razoáveis, e fazê-lo de uma forma que não causemos mais danos ao planeta ao longo do caminho, não sei como você pode conseguir isso sem reutilização”, disse Weber.
Pessoas que tiveram suas pernas amputadas podem controlar seus membros protéticos com o cérebro, um grande avanço científico que lhes permite andar com mais suavidade e ter maior capacidade de superar obstáculos, de acordo com um estudo recente. Estádio O estudo foi publicado segunda-feira na revista Nature Medicine.
Ao criar uma ligação entre o sistema nervoso humano e a sua perna artificial, os investigadores do K.C. Lisa Yang Bioinformática do MIT e do Brigham and Women's Hospital lidera o caminho para a próxima geração de próteses.
“Conseguimos demonstrar o primeiro controle neural completo da caminhada robótica”, disse Hyungyeon Song, primeiro autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado no MIT.
A maioria dos membros protéticos modernos depende de comandos robóticos pré-programados, em vez de sinais cerebrais do usuário. Tecnologias robóticas avançadas podem sentir o ambiente e ativar repetidamente um movimento pré-determinado das pernas para ajudar uma pessoa a navegar neste tipo de terreno.
Mas muitos desses robôs funcionam melhor em terreno plano e têm dificuldade em superar obstáculos comuns, como solavancos ou poças. A pessoa que usa a prótese muitas vezes tem pouca influência no ajuste da prótese quando ela está em movimento, especialmente quando responde a mudanças repentinas no terreno.
“Quando ando, parece que estou andando porque o algoritmo está enviando comandos para o motor, e não estou fazendo isso”, disse Hugh Hare, pesquisador principal do estudo e professor de artes e ciências midiáticas no MIT. Pioneiro na área de biomecatrônica, área que mescla biologia com eletrônica e mecânica. As pernas de Herr foram amputadas abaixo do joelho há vários anos devido ao congelamento, e ele usa próteses robóticas avançadas.
“Há um conjunto crescente de evidências [showing] “Quando você conecta o cérebro a uma prótese mecatrônica, ocorre a incorporação onde o indivíduo vê a prótese como uma extensão natural de seu corpo”, acrescentou Hare.
Os pesquisadores trabalharam com 14 participantes do estudo, metade dos quais foram submetidos a amputações abaixo do joelho através de uma abordagem conhecida como interface neuromuscular agonista (IAM), enquanto a outra metade foi submetida a amputações tradicionais.
“O que é tão interessante nisso é como ele aproveita a inovação cirúrgica junto com a inovação tecnológica”, disse Connor Walsh, professor da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard, especializado no desenvolvimento de robôs auxiliares vestíveis e que não esteve envolvido no estudo.
A amputação IAM foi desenvolvida para resolver as limitações da cirurgia tradicional de amputação de pernas, que corta conexões musculares importantes no local da amputação.
Os movimentos são possíveis pela forma como os músculos se movem em pares. Um músculo – conhecido como agonista – contrai-se para mover um membro, enquanto outro músculo – conhecido como antagonista – alonga-se em resposta. Por exemplo, durante uma rosca direta de bíceps, o bíceps é o antagonista porque se contrai para levantar o antebraço, enquanto o tríceps é o antagonista porque se alonga para permitir o movimento.
Quando a amputação cirúrgica resulta na ruptura de pares musculares, a capacidade do paciente de sentir contrações musculares após a cirurgia é prejudicada e, como resultado, sua capacidade de detectar com precisão e precisão onde sua prótese está no espaço é prejudicada.
Em contraste, o AMI reconecta os músculos do membro residual para replicar o valioso feedback muscular que uma pessoa obtém do membro intacto.
O estudo é “parte de um movimento para tecnologias protéticas de próxima geração que abordam a sensação, e não apenas o movimento”, disse Eric Rombukas, professor assistente de engenharia mecânica na Universidade de Washington, que não esteve envolvido no estudo.
O procedimento IAM para amputação abaixo do joelho tem o nome Pedro Ewing Depois de Jim Ewing, a primeira pessoa a se submeter ao procedimento em 2016.
Os pacientes submetidos à amputação de Ewing apresentaram menos atrofia muscular no membro remanescente e menos dor fantasma, sensação de desconforto em um membro que não existe mais.
Os pesquisadores equiparam todos os participantes com novos membros biônicos, compostos por uma prótese de tornozelo, um dispositivo que mede a atividade elétrica do movimento muscular e eletrodos colocados na superfície da pele.
O cérebro envia impulsos elétricos aos músculos, fazendo com que eles se contraiam. As contrações produzem sinais elétricos próprios, que são detectados por eletrodos e enviados para pequenos computadores acoplados à prótese. Os computadores então convertem esses sinais elétricos em força e movimento para a prótese.
Amy Pietravita, uma das participantes do estudo que passou por uma amputação de Ewing após sofrer queimaduras graves, disse que o membro biônico lhe deu a capacidade de guiar os pés e executar movimentos de dança novamente.
“Ser capaz de ter esse tipo de curvatura tornou tudo mais real e parecia que tudo estava lá”, disse Pietrafitta.
Graças à melhoria das sensações musculares, os participantes que foram submetidos à cirurgia de Ewing puderam usar as suas próteses para andar mais rápido e naturalmente do que aqueles que foram submetidos a amputações tradicionais.
Quando uma pessoa precisa se desviar dos padrões normais de caminhada, geralmente precisa se esforçar mais para se locomover.
Mateus J. disse: “O gasto de energia… faz com que nossos corações trabalhem mais e nossos pulmões trabalhem mais… e pode levar à destruição progressiva das articulações do quadril ou da parte inferior da coluna”, disse o Dr. Carty, cirurgião plástico reconstrutivo do Brigham e Hospital da Mulher. E o primeiro médico a realizar uma operação de IAM.
Os pacientes submetidos à amputação de Ewing e à nova prótese também conseguiram navegar facilmente em rampas e escadas. Eles ajustaram suavemente os pés para se impulsionarem escada acima e absorverem o choque enquanto desciam.
Os pesquisadores esperam que a nova prótese esteja disponível comercialmente nos próximos cinco anos.
“Estamos começando a ter um vislumbre deste futuro glorioso onde uma pessoa pode perder uma parte significativa do seu corpo, e há tecnologia disponível para reconstruir esse aspecto do seu corpo para funcionar plenamente”, disse Hare.
