O Ingenuity Mars Helicopter da NASA está a um dia de fazer a primeira tentativa da humanidade de voo controlado e motorizado de uma aeronave em outro planeta. Se tudo correr conforme o planejado, o helicóptero de 1,8 kg deve decolar da cratera Jezero de Marte no domingo, 11 de abril, às 12h30 hora solar local de Marte (10:54 pm EDT), pairando a 3 metros acima da superfície por até 30 segundos. Especialistas em controle de missão do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia, esperam receber os primeiros dados da primeira tentativa de vôo na manhã seguinte, por volta das 4:15 am EDT.
“Embora o Ingenuity não carregue instrumentos científicos, o pequeno helicóptero já está fazendo sua presença ser sentida em todo o mundo, à medida que futuros líderes seguem seu progresso em direção a um primeiro vôo sem precedentes”, disse Thomas Zurbuchen, diretor de ciência da NASA. “Fazemos demonstrações de tecnologia como essa para ampliar nossa experiência e fornecer algo em que as próximas missões e a próxima geração possam construir. Assim como o Ingenuity foi inspirado pelos irmãos Wright, os futuros exploradores decolarão usando os dados e a inspiração desta missão.”
O Mars Helicopter é uma demonstração de tecnologia de alto risco e alta recompensa. Se o Ingenuity encontrasse dificuldades durante sua missão de 30 sol (dia marciano), isso não afetaria a reunião científica da missão Perseverance Mars rover da NASA.
Voar de maneira controlada em Marte é muito mais difícil do que voar na Terra. Embora a gravidade em Marte seja cerca de um terço da da Terra, o helicóptero deve voar com a ajuda de uma atmosfera cuja pressão na superfície seja de apenas 1% da da Terra. Se for bem-sucedido, os engenheiros obterão dados inestimáveis em vôo em Marte para comparação com a modelagem, simulações e testes realizados aqui na Terra. A NASA também terá sua primeira experiência prática operando um helicóptero remotamente em Marte. Esses conjuntos de dados serão inestimáveis para futuras missões a Marte em potencial, que podem recrutar helicópteros da próxima geração para adicionar uma dimensão aérea às suas explorações.
“Desde o primeiro dia deste projeto, nossa equipe teve que superar uma grande variedade de desafios técnicos aparentemente intransponíveis”, disse MiMi Aung, gerente de projetos da Ingenuity no JPL. “E aqui estamos nós – com segurança em Marte – na véspera de nossa primeira tentativa de vôo. Chegamos até aqui com uma atitude de nunca dizer que morre, muitos amigos de muitas disciplinas técnicas diferentes e uma agência que gosta de ir longe -transformar ideias em realidade.”
Anatomia de um primeiro voo
O vôo de domingo será autônomo, com os sistemas de orientação, navegação e controle do Ingenuity para fazer a pilotagem. Isso ocorre principalmente porque os sinais de rádio levarão 15 minutos e 27 segundos para preencher a lacuna de 278 milhões de quilômetros entre Marte e a Terra. Também é porque quase tudo sobre o Planeta Vermelho é exigente.
“Marte é difícil não apenas quando você pousa, mas quando você tenta decolar e voar ao redor também”, disse Aung. “Tem significativamente menos gravidade, mas menos de 1% da pressão de nossa atmosfera em sua superfície. Junte essas coisas e você terá um veículo que exige que cada entrada seja correta.”
Os eventos que antecederam o primeiro teste de vôo começam quando o rover Perseverance, que serve como uma estação base de comunicações para o Ingenuity, recebe as instruções daquele dia da Terra. Esses comandos terão viajado de controladores de missão no JPL através da Deep Space Network da NASA até uma antena receptora a bordo do Perseverance. Estacionado em “Van Zyl Overlook”, a cerca de 65 metro de distância, o rover transmitirá os comandos ao helicóptero cerca de uma hora depois.
Depois, às 22h53. EDT, Ingenuity começará a passar por uma miríade de verificações de pré-vôo. O helicóptero repetirá o teste de manobra da lâmina realizado três sóis antes. Se os algoritmos que executam os sistemas de orientação, navegação e controle considerarem os resultados do teste aceitáveis, eles ligarão a unidade de medição inercial (um dispositivo eletrônico que mede a orientação e rotação de um veículo) e o inclinômetro (que mede inclinações). Se tudo estiver certo, o helicóptero ajustará novamente a inclinação das pás do rotor, configurando-as para que não produzam sustentação durante a parte inicial do spin-up.
O spin-up das pás do rotor levará cerca de 12 segundos para ir de 0 a 2.537 rpm, a velocidade ideal para o primeiro vôo. Após uma verificação final do sistema, o passo das pás do rotor será comandado para mudar mais uma vez – desta vez para que eles possam cavar aquelas poucas moléculas de dióxido de carbono, nitrogênio e argônio disponíveis na atmosfera perto da superfície marciana. Momentos depois, terá início o primeiro teste de voo experimental em outro planeta.
“Devemos levar cerca de seis segundos para subir à nossa altura máxima para este primeiro vôo”, disse Håvard Grip do JPL, o líder de controle de vôo da Ingenuity. “Quando chegarmos a 3 metros, o Ingenuity irá pairar no ar que deve durar – se tudo correr bem – por cerca de 30 segundos.”
Ao pairar, a câmera de navegação do helicóptero e o altímetro a laser irão alimentar o computador de navegação para garantir que o Ingenuity permaneça não apenas nivelado, mas no meio de seu campo de aviação de 10 por 10 metros – um remendo de propriedade marciana escolhida por sua planura e falta de obstruções. Em seguida, o helicóptero de Marte descerá e tocará de volta na superfície da cratera de Jezero, enviando dados de volta à Terra, via Perseverança, para confirmar o vôo.
Espera-se que a Perseverance obtenha imagens do voo usando suas câmeras Navcam e Mastcam-Z, com as imagens previstas para chegar naquela noite (manhã de segunda-feira, 12 de abril, no sul da Califórnia). O helicóptero também documentará o vôo de sua perspectiva, com uma imagem colorida e várias fotos de navegação em preto e branco de baixa resolução, possivelmente disponíveis na manhã seguinte.
“Os irmãos Wright tiveram apenas um punhado de testemunhas oculares de seu primeiro vôo, mas o momento histórico foi felizmente capturado em uma grande fotografia”, disse Michael Watkins, diretor do JPL. “Agora, 117 anos depois, podemos oferecer uma oportunidade maravilhosa de compartilhar os resultados da primeira tentativa de voo controlado e motorizado em outro mundo por meio de nossos fotógrafos robóticos em Marte.”
A NASA TV transmitirá a cobertura ao vivo da equipe assim que receberem os dados, com comentários começando às 3h30 EDT.
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