Aproximação à Marte
 

Prof. Renato Las Casas (28/07/03)


                      A trajetória da Terra em torno do Sol é quase circular (diferença de 2% entre a maior e menor distância ao Sol) com um raio médio de 149.600.000 Km. A trajetória de Marte tem um raio médio de 227.900.000 Km e não se aproxima tanto de uma circunferência como a trajetória da Terra (diferença de 9% entre a maior e menor distância de Marte ao Sol). Essas trajetórias acontecem em planos quase coincidentes (inclinação entre esses planos: 1,8o).

                     O tempo que a Terra gasta para dar uma volta completa em torno do Sol chamamos de ano.  Marte gasta quase dois anos terrestres para completar o seu giro em torno do Sol. Devido a isso, aproximadamente de 26 em 26 meses temos aquilo que chamamos de oposição de Marte (Sol, Terra e Marte, nessa ordem, quase ao longo de uma mesma reta). Quando temos uma oposição de Marte, temos uma aproximação entre esse astro e o nosso planeta.
                      Se as órbitas da Terra e desse nosso vizinho fossem circunferências perfeitas centradas no Sol e além disso se desenvolvessem em um mesmo plano, em toda oposição marciana teríamos uma mesma distância Terra - Marte. A menor distância entre essas orbitas, entretanto, acontece em um ponto bem próximo do perihélio de Marte (perihélio = ponto da órbita mais próximo ao Sol). Não acontece exatamente no perihélio marciano devido à pequena inclinação entre os planos dessas órbitas.

      Na figura ao lado estão diagramadas as oposições de Marte no período 1995 a 2010. 
          Os números que aparecem na região interna à órbita da Terra correspondem ao mês do ano em que o nosso planeta passa por ali. 
          Os números que aparecem entre as órbitas da Terra e de Marte correspondem à distância aproximada, em milhões de Kms, entre esses dois planetas nas oposições ocorridas e que ocorrerão nos anos indicados. 
          Na região externa a essas órbitas também estão indicados o tamanho angular de Marte visto daqui da Terra, em segundos de arco, em cada uma dessas oposições.
          A oposição de agosto de 2003 é uma oposição perihélica (chamada assim por acontecer próximo ao perihélio marciano). Note que a distância Terra - Marte nessa oposição é quase metade da distância Terra - Marte ocorrida na oposição de 1995, próxima ao afélio marciano (afélio = ponto da órbita mais distante do Sol). Devido ao fato dos planos das órbitas da Terra e de Marte não serem coincidentes, a maior aproximação Terra - Marte acontece próxima, porém não exatamente na oposição marciana.

A oposição marciana de 2003 ocorrerá
dia 28 de agosto às 15:00h (hora oficial brasileira).
A menor distância Terra - Marte (55.760.000 Km) ocorrerá 32 horas antes, às 06:51h do dia 27.

                    Tem muito tempo que não acontece uma oposição de Marte tão próxima do perihélio marciano como essa de 2003. Consequentemente, tem muito tempo que não temos uma aproximação tão grande Terra - Marte.

A última vez que estivemos tão próximos desse nosso vizinho
foi em 12 de setembro de 57.617 AC.
(Cálculos que não levavam em consideração algumas interações de Marte com asteróides, apontavam datas ainda anteriores.)
A próxima vez que essa distância voltará a acontecer
será em 28 de agosto de 2.287.

                    Em 1988, na oposição perihélica marciana anterior à atual, a distância Terra - Marte chegou a 58.810.000 Km (mais de 3 milhões de Km maior que a de 2003). Na oposição de 1924 a distância Terra - Marte (a menor do século passado) chegou a 55.780.000 Km (20 mil Km maior que a de 2003). 

                    Ao longo da história e principalmente após a invenção do telescópio, oposições marcianas, notadamente as perihélicas, têm sido grandes oportunidades para a expansão do nosso conhecimento acerca desse nosso vizinho. Listamos a seguir as oposições perihélicas de Marte ocorridas de 1877 a 2035 com alguns fatos notáveis relacionados. 
                    Se bem que atualmente o grande avanço no nosso conhecimento de Marte seja "in loco", através de naves, sondas e "robots" que temos mandado a esse nosso vizinho; oposições perihélicas marcianas ainda são oportunidades raras, principalmente para o amador de astronomia, para se observar "ao vivo" detalhes da superfície e atmosfera marciana. (Poucos de nós têm mais que cinco oportunidades dessa na vida.)
                    A oposição de 2003 nos apresentará Marte com um brilho e tamanho angular jamais visto pela humanidade.

OPOSIÇÕES PERIHÉLICAS de MARTE - 1877 a 2035

DATA
DISTÂNCIA
em milhões
de KM
TAMANHO
APARENTE
em segundos de arco
EVENTO
02/09/1877
56,35
24,85
Asaph Hall descobre as luas de Marte; Giovanni Schiaparelli realiza observações que dão origem a um mapa global com mais de 60 detalhes identificados; descreve "canais" na superfície marciana
06/08/1892
56,45
24,80
Observações de William Pickering reforçam a idéia dos canais; Percival Lowell, acredita serem esses canais construidos por seres inteligentes e consegue recursos para a construção de um observatório no Arizona (EUA) para estudá-los.
18/09/1909
58,26
24,03
Antoniadi questiona a existência dos canais de Lowell.
22/08/1924
55,78
25,10
Emissoras de rádio se "silenciam" na esperança de  serem detectados possíveis sinais provenientes de Marte.
27/07/1939
58,03
24,13
Programa de rádio nos EUA leva milhares de pessoas a acreditar estar sendo a Terra invadida por marcianos.
07/09/1956
56,56
24,76
Gerard Kuiper propõe serem os escurecimentos periódicos observados na superfície de Marte devidos à tempestades de areia e não ao crescimento de vegetação, como acreditavam alguns astrônomos.
12/08/1971
56,20
24,91
Primeiro artefato humano a alcançar o solo de Marte (Mars 2 - URSS); primeiro pouso suave em Marte (Mars 3 - URSS); primeiro satélite artificial de Marte (Mariner 9 - EUA).
22/09/1988
58,81
23,81
Duas naves soviéticas fracassam na tentativa de estudar a lua Phobos de Marte. 
27/08/2003
55,76
25,11
Invasão à Marte! Duas naves norte-americanas, uma européia e uma japonesa são enviadas à Marte.
31/07/2018
57,59
24,31
50o aniversário da 1a missão tripulada à Lua
11/09/2035
56,91
24,61
Primeiros humanos em Marte?

Observação de Marte

                    Mesmo a olho nú vale a pena dar uma olhadinha em Marte esses dias.
                    Marte está inconfundível no céu. Durante agosto e setembro apenas o Sol, a Lua e Venus brilharão mais que ele. Venus por ser um planeta de órbita interna à da Terra sempre é visto "próximo" ao Sol. Marte está do lado oposto ao Sol (daí o termo "oposição"). No início de agosto Marte estará nascendo por volta das 20:00h no lado oposto do horizonte onde o Sol se pôs. Além do brilho intenso você poderá distingui-lo por sua cor "meia alaranjada" e por não cintilar como as estrelas no "fundo do céu". Cada dia que passar Marte nascerá um pouco mais cedo. Na semana  da oposição (de 25 a 31 de agosto) Marte estará nascendo por volta das 18:00h, se pondo por volta das 06:20h e à meia noite estará quase que exatamente sobre nossas cabeças.  

                    Estamos vendo Marte sobre as estrelas da constelação de Aquário.
                    Interessante também notar o movimento de Marte visto da Terra, dia após dia, em relação a essas estrelas. "Marte está dando um laço no céu". Do início de agosto até o final de setembro Marte estará em "movimento retrógrado" ("andando pra trás") em relação às estrelas de fundo. 
                    Um observador cuidadoso notará esse movimento de Marte, ao longo das semanas, mesmo a olho nú. O uso de um binóculo ou telescópio assim como  fazer anotações das observações (desenho de Marte e estrelas vizinhas) poderá ajudar muito nessa tarefa.
                   De fora do Sistema Solar veríamos todos os planetas girando em torno do Sol em um mesmo sentido. Quanto mais distante o planeta está do Sol, mais lento esse seu movimento. A Terra também gira em torno de si mesma nesse mesmo sentido, que convencionamos chamar de "leste". Por uma questão de geometria, a partir da Terra, normalmente vemos Marte (assim como os demais planetas de órbita externa à nossa) se movimentando de oeste para leste em relação às estrelas de fundo.
                   Veremos Marte se movimentando de leste para oeste em relação às estrelas (movimento retrógrado) quando estivermos "ultrapassando-o" em uma oposição. Não veremos apenas um vai e vem de Marte sobre uma mesma linha (eclítica) devido ao fato dos planos das órbitas da Terra e de Marte não serem coincidentes.
                 Não confunda o movimento retrógrado dos planetas, que é de leste para oeste em relação às estrelas de fundo, com o movimento diário que todos os objetos fazem no céu também de leste para oeste ou com o movimento anual que todas as estrelas fazem no céu também nesse sentido (cada noite que passa, em um mesmo horário, as estrelas estão um pouco mais para oeste).
                  Todos os planetas de órbita externa à nossa executam movimentos retrógrados. O que hoje é visto como um simples exemplo de geometria do Sistema Solar foi um grande desafio para os primeiros astrônomos. A solução para esse "grande problema" veio com a visão heliocêntrica do Sistema Solar.

                   Com um bom binóculo é possível vermos Marte como uma bolinha meia alaranjada. 
                   Com um telescópio pequeno (~60mm de diâmetro) é possível vermos as calotas polares marcianas (É verão no hemisfério sul de Marte, consequentemente a calota polar sul está voltada para o Sol e para a Terra).
                    Com um telescópio um pouco maior (~90mm de diâmetro) já é possível vermos detalhes da superfície marciana na forma de "manchas" claras e escuras. As regiões escuras ocupam aproximadamente 1/3 da superfície de Marte e correspondem a grandes extensões de "rochas cobertas por areia". As fronteiras claro/escuro frequentemente são alteradas por redistribuição dessa areia, devido a fortes ventanias. 
                    Em princípio, quanto maior a abertura de um telescópio maior o número de detalhes possíveis de serem vistos.

                   Todo o território brasileiro (e em especial Minas Gerais, Espírito Santo, Goiás e Mato Grosso do Sul) se encontra sobre uma faixa privilegiada para a observação da atual oposição marciana. Quanto mais no alto do céu observamos um objeto, menos a imagem que vemos é perturbada pela atmosfera. Países do hemisfério norte, por exemplo, só verão Marte (nessa oposição) próximo ao horizonte sul.
 
                      O aumento angular na imagem fornecida por um conjunto telescópio + ocular é dado pela divisão da "distância focal do telescópio" pela "distância focal da ocular"; a distância focal do telescópio por sua vez sendo dada pela "abertura" do telescópio multiplicada pela sua "razão focal". A otimização de um telescópio de qualidade para observação de Marte nas condições de oposição deve ser de um aumento de aproximadamente 1,4 vezes por milímetro de abertura do telescópio.
                     Por exemplo: com um telescópio de abertura 130mm obteremos as melhores imagens com um aumento de aproximadamente 180 vezes. Se a razão focal desse nosso telescópio for f/10, sua distância focal será 1300mm. Para obtermos o aumento desejado devemos usar uma ocular de distância focal igual ou próxima a 7mm.
                     Se a qualidade óptica de nosso telescópio não for muito boa, devemos reduzir a razão "aumento angular" / "milímetro de abertura" do telescópio, para termos a otimização da imagem.

                    O Uso de filtros também é indicado, principalmente em observações mais cuidadosas em telescópios de aberturas maiores que 100mm (onde a luz perdida no filtro não torne a imagem demasiadamente tênue). Ao usar um filtro lembre-se que a atmosfera marciana é mais opaca para luz de comprimento de onda menor que para luz de comprimento de onda maior (A luz vermelha atravessa a atmosfera de Marte mais fácilmente que a luz azul). Lembre-se também que frequentemente temos alterações na nossa visão de Marte devido principalmente ao surgimento de grandes tempestades de areia e nevoeiros que acontecem na superfície e de núvens que ocorrem nas camadas mais altas da atmosfera.
                   Filtro Vermelho ou Laranja - salienta detalhes da superfície; aumenta o contraste claro/escuro; evidencia as calotas polares; evidencia tempestades de areia (se uma "nova mancha" for forte no vermelho e tênue no azul, é areia)
                    Filtro Verde - salienta nevoeiros e neblinas na superfície (como aqueles que acontecem com certa frequência no fundo de algumas grandes crateras); permite ver "extensões" das calotas polares
                    Filtro Azul ou Violeta - salienta núvens altas.

                 A animação abaixo nos mostra a face de Marte que estará voltada para o nosso planeta, hora após hora, durante toda a noite da maior aproximação. Também aqui o horário utilizado é o oficial brasileiro. Essa animação foi montada com base em imagens obtidas no final da década de 70 pelas naves Viking, em órbita de Marte, revelando portanto muito mais detalhes do que podem ser vistos com qualquer telescópio da Terra.
                    Na sequência de imagens estão salientados alguns dos detalhes mais proeminentes da superfície marciana e que podemos tentar identificar daqui da superfície de nosso planeta. (O "Hellas" e o "Syrtis Major" voltados para nós no início dessa noite, por exemplo, são possíveis de serem visualizados com um bom telescópio de abertura 90mm.) Salientamos também os locais dos pousos (passados e programados para janeiro próximo) de sondas que enviamos a esse nosso vizinho. 

                     No final do século XIX Giovanni Schiaparelli (astrônomo italiano) realizou uma série de observações que culminaram no mais preciso mapa de Marte da época, com mais de sessenta detalhes identificados. Para dar nomes a esses detalhes, Schiaparelli utilizou a mesma regra em uso na identificação dos acidentes da Lua. Regiões escuras receberam nomes no nosso planeta correspondentes a acidentes aquáticos (oceanos) e regiões claras a acidentes terrestres (continentes).
                    As áreas escuras mais fácilmente identificáveis voltadas para nosso planeta na noite de 26 para 27 de agosto, são: Mare Thyrrenum (nome inspirado no mar Tirreno, entre a Itália e a Sicília); Syrtis Major (nome com origem no golfo líbio da Sidra); Sinus Sabaeus (de um antigo nome do Mar Vermelho) e Mare Sirenum (mar das sereias).
                   As áreas brilhantes mais fácilmente identificáveis, além da calota polar sul, são o Hellas (Grécia) e Argyre (prata). Ambas são depressões formadas a partir de colisões de asteróides. Não é raro acontecer o acúmulo de núvens sobre essas depressões, aumentando suas visibilidades.
 


 


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