Ingenuidade, o experimento de tecnologia da NASA, está se preparando para tentar o primeiro voo tripulado para o Planeta Vermelho. quando o rover Perseverança NASA pousará em Marte em 18 de fevereiro de 2021, levará um pequeno mas poderoso passageiro: o Helicóptero Marciano Ingenuity.
O helicóptero, que na Terra pesa cerca de 1,8 kg e tem uma fuselagem do tamanho de uma caixa de lenços de papel, surgiu há seis anos como uma perspectiva improvável. Engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia sabiam que era teoricamente possível voar na fina atmosfera de Marte, mas ninguém tinha certeza se eles poderiam construir um veículo poderoso o suficiente para voar, se comunicar e sobreviver de forma autônoma com extremas restrições de massa. Então a equipe teve que provar durante os testes na Terra que pode voar nas condições de Marte. Atualmente, a equipe se prepara para testar o aparelho nas condições reais de Marte. O Ingenuity experimentou fortes vibrações de lançamento em 30 de julho de 2020, mergulhando na atmosfera marciana a bordo do Perseverance.
Ingenuity é um experimento de voo
O helicóptero Mars Ingenuity é uma chamada demonstração de tecnologia – um projeto de foco restrito cujo objetivo é testar novas possibilidades pela primeira vez. Demonstrações anteriores de tecnologia inovadora incluíram o primeiro Mars rover, Sojourner, e o Mars Cube One (MarCO) CubeSats que sobrevoou Marte.
O helicóptero não carrega instrumentos científicos e não faz parte da missão científica Perseverance. O objetivo da Ingenuity é de engenharia: demonstrar o vôo de um helicóptero na atmosfera extremamente fina de Marte, cuja densidade é apenas cerca de 1% da densidade de nossa atmosfera na Terra. A equipe do Ingenuity realizará até cinco voos de teste durante a janela de demonstração dos 30 dias marcianos (31 terrestres).
Marte não será muito gentil com a Ingenuidade
Como a atmosfera marciana é tão fina, o Ingenuity foi projetado para ser leve, com pás de rotor muito maiores e girando muito mais rápido do que as necessárias para um helicóptero com a massa do Ingenuity na Terra.
No Planeta Vermelho, a temperatura noturna é de 90 graus Celsius negativos na cratera Jezero, local de pouso do rover e do helicóptero. Essas temperaturas vão ultrapassar os limites do projeto original das peças acabadas usadas no Ingenuity. Testes na Terra em temperaturas previstas mostram que as peças do Ingenuity devem funcionar como pretendido, mas a equipe está ansiosa por testes reais em Marte.
“Uma das primeiras coisas que o Ingenuity terá que fazer quando chegar a Marte é apenas sobreviver à sua primeira noite”, disse Tim Canham, gerente de operações do Ingenuity no JPL.
A engenhosidade depende da perseverança
O Ingenuity fica na lateral sob a barriga do rover Perseverance, com uma cobertura para protegê-lo de detritos lançados durante o pouso. Tanto o rover quanto o helicóptero estão alojados com segurança dentro da cápsula da espaçonave durante sua jornada de 471 milhões de quilômetros até Marte. O sistema de energia da espaçonave Mars 2020 recarrega periodicamente as baterias do Ingenuity no caminho até lá.
Para chegar à superfície de Marte, Ingenuity e Perseverance partirão juntos no pouso. O sistema de entrada, descida e pouso do rover inclui um pára-quedas supersônico, novos "cérebros" para evitar riscos autônomos e componentes para um guindaste manobrável que abaixará o rover até a superfície. Apenas cerca de 50% das tentativas de qualquer agência espacial de pousar em Marte foram bem-sucedidas.
Assim que um local adequado para o helicóptero for encontrado, o Mars Helicopter Delivery System soltará a plataforma de pouso, retornará o helicóptero a uma posição inferior e abaixará suavemente o Ingenuity até a superfície. Durante toda a campanha de comissionamento e testes de voo do helicóptero, o rover manterá comunicação com a Terra.
Ingenuity é muito inteligente para um pequeno robô
Os atrasos são parte integrante da comunicação com espaçonaves em distâncias interplanetárias, o que significa que os controladores de voo do Ingenuity no JPL não poderão controlar o helicóptero com um joystick. Na verdade, eles não poderão visualizar os dados de engenharia ou as imagens do voo à medida que ele avança.
Dessa forma, a Ingenuity tomará suas próprias decisões com base nos parâmetros definidos por seus engenheiros na Terra. Por exemplo, o helicóptero tem uma espécie de termostato programável que o manterá aquecido em Marte. Durante o voo, o Ingenuity analisará os dados do sensor e as imagens do terreno para garantir que permaneça na rota de voo definida pelos engenheiros do projeto.
A equipe Ingenuity está caminhando para o sucesso um passo de cada vez
Dada a natureza experimental do Ingenuity, a equipe tem uma longa lista de marcos que o helicóptero deve cumprir antes de decolar e pousar na primavera de 2021. A equipe os definiu da seguinte forma:
- Sobreviva ao cruzeiro para Marte e faça um pouso bem-sucedido
- Emergir com segurança sob o Perseverance
- Aquecimento autônomo em noites marcianas muito frias
- Carregamento independente do painel solar nos rotores
- Comunicação bem-sucedida com o helicóptero e vice-versa por meio de um subsistema conhecido como Mars Helicopter Base Station
Se os primeiros testes de voo experimentais em outro planeta forem bem-sucedidos, a equipe Ingenuity fará vários outros voos de teste.
O trabalho bem-sucedido da Ingenuity mudará o futuro da exploração de Marte
O Ingenuity foi projetado para demonstrar as tecnologias e operações exclusivas necessárias para voar na atmosfera marciana. Se forem bem-sucedidas, essas tecnologias e a experiência de pilotar um helicóptero em outro planeta podem levar à criação de outras aeronaves robóticas avançadas que podem se tornar parte de futuras missões robóticas e humanas a Marte.
Possíveis usos de um futuro helicóptero em Marte incluem fornecer um ponto de vista único não fornecido pelos atuais orbitadores, rovers e landers na Terra; imagens de alta definição e inteligência para robôs ou humanos; e acesso a terrenos difíceis para veículos todo-o-terreno. O helicóptero do futuro pode até ajudar a transportar cargas leves, mas vitais, de um lugar para outro.
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