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Novas imagens divulgadas por um Engenheiro do projeto que enviou um pequeno helicóptero, acoplado ao rover Perverance, até o planeta Marte, mostram que o equipamento segue avançando em seu processo de liberação.
A NASA tem como meta que o Ingenuity Mars Helicopter faça a partir de 8 de abril a primeira tentativa de um voo motorizado e controlado de uma aeronave em outro planeta na história. Antes que o helicóptero de 1,8 quilo possa tentar seu primeiro voo, no entanto, ele e sua equipe devem cumprir uma série de marcos.
O helicóptero Ingenuity, que na tradução significa Engenhosidade, permanece preso à barriga do rover Perseverance da NASA, que pousou em Marte em 18 de fevereiro. Em 21 de março, o rover liberou o escudo contra detritos, feito de composto de grafite em forma de caixa, que protegeu o Ingenuity durante o pouso. E agora, o helicóptero já começou a ser mudado de posição no processo de liberação.
O rover chegou ao “campo de aviação” onde o Ingenuity tentará voar. Uma vez liberado no solo, ele terá 30 dias marcianos (31 dias terrestres), ou 30 sóis como os cientistas chamam, para conduzir sua campanha de voo de teste.
“Quando o rover Sojourner da NASA pousou em Marte em 1997, provou que perambular pelo Planeta Vermelho era possível e redefiniu completamente nossa abordagem de como exploramos Marte. Da mesma forma, queremos aprender sobre o potencial do Ingenuity para o futuro da pesquisa científica”, disse Lori Glaze, diretora da Divisão de Ciência Planetária na sede da NASA.
“Apropriadamente nomeado, Ingenuity é uma demonstração de tecnologia que visa ser o primeiro voo motorizado em outro mundo e, se bem-sucedido, poderia expandir ainda mais nossos horizontes e ampliar o escopo do que é possível com a exploração de Marte”, completa Lori.
Voar de maneira controlada em Marte é muito mais difícil do que voar na Terra. O Planeta Vermelho tem gravidade significativa (cerca de um terço da Terra), mas sua atmosfera é muito rarefeita, com apenas 1% da densidade da Terra na superfície.
Além disso, durante o dia marciano, a superfície do planeta recebe apenas cerca de metade da quantidade de energia solar que atinge a Terra durante o dia, e as temperaturas noturnas podem cair até 90 graus Celsius negativos, o que pode congelar e quebrar componentes elétricos desprotegidos.
Para caber nas acomodações disponíveis fornecidas pelo rover Perseverance, o helicóptero Ingenuity precisava ser pequeno. Para voar no ambiente de Marte, ele precisava ser leve. Para sobreviver às noites frias de Marte, ele precisava ter energia suficiente para alimentar os aquecedores internos. O sistema – desde o desempenho de seus rotores no ar rarefeito até seus painéis solares, aquecedores elétricos e outros componentes – foi testado e retestado nas câmaras de vácuo e laboratórios de teste do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia.
“Cada passo que demos desde o início desta jornada, seis anos atrás, foi um território desconhecido na história da aeronave”, disse Bob Balaram, engenheiro-chefe da Mars Helicopter no JPL. “E embora ser implantado na superfície seja um grande desafio, sobreviver à primeira noite em Marte sozinho, sem o rover protegendo-o e mantendo-o ligado, será ainda maior.”
Antes que o Ingenuity faça seu primeiro voo em Marte, ele deve estar bem no meio de seu campo de aviação – uma área de 10 por 10 metros de área marciana escolhida por sua planura e ausência de obstruções. Assim que as equipes do helicóptero e do rover confirmaram que o Perseverance estava situado exatamente onde eles queriam dentro do campo de aviação, o processo elaborado para posicionar o helicóptero na superfície de Marte começou.
“Como acontece com tudo com o helicóptero, este tipo de implantação na superfície nunca foi feito antes”, disse Farah Alibay, líder de integração da Mars Helicopter para o rover Perseverance. “Assim que começamos a implantação, não há mais volta. Todas as atividades são estreitamente coordenadas, irreversíveis e dependentes umas das outras. Se houver uma suspeita de que algo não está indo como o esperado, podemos decidir esperar por um ou mais sóis até termos uma ideia melhor do que está acontecendo.”
O processo de implantação do helicóptero leva cerca de seis sóis (equivalente a seis dias e quatro horas na Terra). No primeiro sol, a equipe na Terra ativa um dispositivo para quebrar o parafuso de fixação, liberando um mecanismo de travamento que ajudou a segurar o helicóptero firmemente contra a barriga do rover durante o lançamento e pouso em Marte. É o que se observa na imagem divulgada pelo Engenheiro, em que o Ingenuity já está “pendurado” no rover.
Sol 37: Ginny is unfolding! It’s happening! #MarsHelicopter #Mars2020 pic.twitter.com/stguIi3EzF
— Dennis (@ucidennis) March 28, 2021
No sol seguinte, é disparado um dispositivo pirotécnico cortador de cabos, permitindo que o braço mecanizado que segura o Ingenuity comece a girar o helicóptero fora de sua posição horizontal. É também quando a aeronave de asas rotativas estende duas de suas quatro pernas de pouso.
Durante o terceiro sol da sequência de implantação, um pequeno motor elétrico termina de girar o Ingenuity até travar, levando o helicóptero para a posição completamente vertical. Durante o quarto sol, as duas últimas pernas de aterrissagem se encaixam na posição.
Em cada um desses quatro sóis, o sensor topográfico de grande angular para operações e engenharia (WATSON) irá tirar fotos de confirmação do Ingenuity conforme ele se desdobra gradativamente até sua configuração de voo. Em sua posição final, o helicóptero ficará suspenso a cerca de 13 centímetros sobre a superfície marciana. Nesse ponto, apenas um único parafuso e algumas dezenas de minúsculos contatos elétricos irão conectar o helicóptero ao Perseverance.
No quinto sol de implantação, a equipe terá a oportunidade final de utilizar o rover Perseverance como fonte de energia e carregar as seis células da bateria do Ingenuity.
“Assim que cortarmos o cordão com o Perseverance e soltarmos o Ingenuity na superfície, queremos que nosso grande amigo rover vá embora o mais rápido possível para que possamos obter os raios do Sol em nosso painel solar e começar a recarregar nossas baterias”, disse Balaram.
No sexto e último sol programado desta fase de implantação, a equipe precisará confirmar três coisas: que as quatro pernas do Ingenuity estão firmes na superfície da área escolhida, que o rover se afastou por 5 metros e que o helicóptero e o rover estão se comunicando por meio de seus rádios a bordo. Este marco também inicia o relógio de 30 sóis durante o qual todas as verificações de pré-voo e os testes de voo devem ocorrer.
“O Ingenuity é um teste de voo experimental de engenharia – queremos ver se podemos voar em Marte”, disse MiMi Aung, gerente de projeto do Ingenuity Mars Helicopter. “Não há instrumentos científicos a bordo e nem metas de obtenção de informações científicas. Estamos confiantes de que todos os dados de engenharia que desejamos obter na superfície de Marte e no alto podem ser obtidos dentro dessa janela de 30 sóis.”
Tal como acontece com a implantação, as equipes do helicóptero e do rover abordarão cada próximo teste de voo metodicamente.
Se o helicóptero sobreviver à primeira noite do período de sequência na superfície de Marte, então a equipe passará os próximos sóis fazendo todo o possível para garantir um voo bem-sucedido, incluindo movimentar as pás do rotor e verificar o desempenho da unidade de medição inercial, além de testar todo o sistema do rotor durante um aumento de rotação até 2.537 rpm (enquanto o trem de pouso do Ingenuity permanece firme na superfície).
Assim que a equipe estiver pronta para tentar o primeiro voo, o Perseverance receberá e transmitirá ao Ingenuity as instruções finais de voo dos controladores da missão. Vários fatores determinarão o tempo preciso para o voo, incluindo a modelagem dos padrões de vento locais e outras medições feitas pelo Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) a bordo do Perseverance.
O Ingenuity então fará seus rotores chegarem a 2.537 rpm e, se todas as autoverificações finais parecerem boas, decolará. Depois de subir a uma taxa de cerca de 3 pés por segundo (1 metro por segundo), ele irá pairar a 10 pés (3 metros) acima da superfície por até 30 segundos. Então, o helicóptero de Marte descerá e tocará de volta na superfície marciana, e os próximos testes poderão ser realizados.
Com informações da NASA
