A humanidade nunca tocou as partículas de um anel planetário, mas, se conseguíssemos nos aproximar o suficiente e amostr á-las, isso transformaria a compreensão da estrutura e das origens dos anéis de Saturno (densos), Urano e Netuno (tênues), dos anéis de outros objetos, como os Centauros Chariklo e Chiron, e até mesmo dos discos protoplanetários e circumestelares primordiais. Apesar das descobertas revolucionárias da Cassini, questões fundamentais sobre a formação, a dinâmica e a evolução dos anéis planetários ainda permanecem sem resposta. Após a Cassini, há um forte argumento científico para aprender mais sobre as interações microfísicas dos anéis de Saturno, o que exige amostr á-los. Muitas estruturas e características dos anéis, como aglomerados de auto-gravidade, “propellers”, ondas de densidade e bordas de lacunas, ainda precisam ser exploradas em alta resolução.
Os anéis de Saturno são grãos de tamanho micrométrico a blocos de dimensões de casas, sempre em movimento. Eles são feitos principalmente de gelo de água, pilhas de detritos que se juntam e se desfazem. PRAXIS atende a uma prioridade-chave do Decadal ao fornecer as primeiras observações diretas de partículas de anéis em escalas de mm a cm, uma capacidade que a Cassini não tinha. Anéis planetários são ambientes altamente dinâmicos, nos quais o movimento constante das partículas exige autonomia robótica avançada para evitar colisões, realizar amostragem com precisão e fazer análise in situ. Nosso sistema adapta inovações do arremesso esportivo para capturar partículas livres no espaço e miniaturização de instrumentos para análise em tempo real. A integração com IA permite a primeira coleta autônoma de partículas de anéis, medindo diretamente prioridades científicas como tamanho de partícula, porosidade e composição.
PRAXIS desenvolve e testa um novo explorador robótico inovador, guiado por IA e inspirado em sistemas biológicos, para realizar amostragem in situ de anéis — uma capacidade que nunca foi tentada antes. Esse esforço apoia diretamente as prioridades do Decadal Survey na ciência de anéis planetários, ao mesmo tempo em que lidera a próxima geração de exploração robótica planetária e entrega percepções transformadoras sobre as origens e a evolução dos sistemas de anéis.
A viabilidade do PRAXIS já está em bases sólidas porque aproveita um elemento-chave do Saturn Ring Observer Mission Study, que considerou uma órbita rasante aos anéis e um posicionamento acima deles para imagear diretamente as partículas do anel em movimento. Após uma fase inicial de imageamento e caracterização para selecionar a partícula do anel, a nave espacial realiza um evento de amostragem do tipo touch-and-go da superfície da partícula com um braço longo e macio, retrátil. Como as partículas estão sempre em movimento dentro do anel, há um argumento convincente para a nave espacial manter-se afastada para evitar colisões; por isso, a amostragem ágil com o braço longo é justificada. Uma vez que a amostra é recuperada, o sistema de exploração do PRAXIS passa para outra seção (ou lacuna) dos anéis, amostrando assim muitas regiões diversas.
A viabilidade do PRAXIS será demonstrada na Fase I com simulação e projeto do sistema de som, motivando um projeto sólido do sistema e o desenvolvimento de um protótipo físico na Fase II. A versatilidade do sistema o torna valioso em missões de formação planetária, posicionando-o para ser incorporado na próxima missão Uranus Probe.
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