Espaço

Pousar em Marte é mais difícil do que parece. Veja como a NASA se preparou

A prática leva à perfeição quando se pensa em enviar um robô em uma jornada ao Planeta Vermelho.Monday, November 26, 2018

Por Nadia Drake
Fotos de Cassandra Klos
Uma equipe de cientistas trabalha com uma réplica da sonda InSight no In Situ Instrument Laboratory, da NASA, em 6 de novembro de 2018. A equipe pratica esculpir um “espaço de trabalho” usando headsets HoloLens, que exibem modelos digitais de terreno que podem encontrar em Marte.

A espaçonave InSight, da NASA, deverá pousar hoje (26/11) em Marte, por volta das 18h (Horário de Brasília.)

Pousar uma espaçonave no Planeta Vermelho pode soar rotineiro a esta altura, só que ainda está bem longe de ser algo comum. Das 50 e poucas vezes em que os humanos lançaram vários pedaços de metal em Marte, sejam eles destinados à superfície ou à órbita de Marte, mais da metade falhou. Até 2018, os Estados Unidos são a única nação que colocaram com sucesso um robô na superfície do planeta.

No Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que gerencia a missão InSight, várias equipes têm que praticar, praticar e praticar para garantir que tudo esteja o mais perfeito possível antes que chegue o momento do pouso.

Para a engenheira de sistemas aeroespaciais Julie Wertz-Chen, que está na equipe de entrada, descida e pouso, isso significa executar diversas simulações dinâmicas de voo várias vezes, usando trajetórias de espaçonaves atualizadas à medida que elas se tornam disponíveis. Então, se torna uma questão de assistir, esperar e deixar a dinâmica orbital fazer o resto.

Enquanto usava headset HoloLens, Marleen Sundgaard, chefe de teste da InSight, moldava o espaço de trabalho para a configuração dos instrumentos da réplica da espaçonave.

“As simulações só vão cobrir o que pensamos em simular”, diz ela. “Muitas vezes, as coisas que podem acabar ‘matando você’ são coisas que você não imaginou.”

Marte matou muitas naves espaciais no passado.

A última vítima foi a sonda Schiaparelli, da Agência Espacial Europeia, que não sobreviveu a uma descida descontrolada à superfície em 2016, embora seu par, a sonda ExoMars, tenha chegado sã e salva. Mais notável, talvez, tenha sido a vez em que a NASA colidiu uma espaçonave no pólo sul de Marte em 1999, apenas um ano após a Mars Climate Orbiter ter se desintegrado na atmosfera do Planeta Vermelho porque as equipes não tinham usado as mesmas unidades de medida em seus cálculos.

Fazer o InSight pousar em segurança em 26 de novembro significa que um número de eventos tem que se desdobrar com precisão extraordinária. A espaçonave não é tão pesada quanto o rover Curiosity, então não haverá um guindaste acionado por retrorrefusor, nem haverá airbags gigantescos como aqueles que colocaram os veículos gêmeos Spirit e Opportunity em posição. Em vez disso, como a sonda Phoenix antes dele, o InSight irá simplesmente abrir seu paraquedas quando atingir a fina atmosfera marciana, e começará a atravessar os céus alienígenas.

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“O uso de paraquedas é sempre estressante, porque tem que funcionar fisicamente – então é sempre um momento assustador”, diz Wertz-Chen.

Então, assim que o escudo de calor abrir, o radar a bordo da espaçonave precisará encontrar e se travar no chão. Os dados desse radar dirão ao InSight quando é hora de abandonar o paraquedas e as peças associadas. É importante ressaltar que o módulo de aterrissagem também precisará saber quando disparar os motores de descida que são cruciais para reduzir sua velocidade para uma velocidade de queda de oito quilômetros por hora.

"Se o radar não conseguir encontrar o chão, por algum motivo, isso não é bom”, diz Wertz-Chen.

Recriando a realidade

O InSight segue uma trajetória balística para a superfície do planeta – o que significa que não poderá ser manobrado quando entrar na atmosfera. O objetivo é colocar a espaçonave dentro das planícies suaves de Elysium Planitia, um local de pouso que foi especificamente escolhido por ser plano e chato. Isso ocorre porque o sucesso da missão depende de terrenos totalmente desinteressantes, em sua maioria livres de rochas, que não atrapalharão, enquanto a sonda instala um conjunto de instrumentos sensíveis que vão monitorar o interior do planeta.

(Relacionado: “Aqui estão cinco mistérios de Marte ainda a serem resolvidos”.)

O investigador principal da InSight, Bruce Banerdt (centro), com a réplica da espaçonave no In Situ Instrument Lab. Ele e os outros cientistas estão ligados à réplica para que não dissipem choques eletrostáticos acidentalmente, o que pode afetar os equipamentos do testbed.

"Literalmente, o que queremos é um estacionamento, mas se houver rochas, encostas ... a equipe de implantação realmente terá muito trabalho”, diz Tom Hoffman, gerente de projetos da InSight.

Para realmente ter uma ideia do que encontrarão após o pouso, a equipe de implantação de instrumentos está pronta para recriar o terreno circundante da nave espacial no In Situ Instrument Lab da JPL, um local de teste rigorosamente controlado que permite aos engenheiros simular com precisão Marte aqui na Terra – e incluindo uma réplica da nave espacial InSight. Para ajudar nessa tarefa, têm os headsets de realidade aumentada; depois que o InSight aterrissar, ele tirará fotos do terreno ao redor, que será inserido nesses headsets como mapas digitais de terreno. Então, os engenheiros poderão esculpir o cascalho do teste para coincidir com o relevo real de Marte.

“Pegamos nossas pás e nossos ancinhos e algumas rochas, todos preparados para uma espécie de ‘Mars-formação’ e fazer essa caixa de areia parecer a superfície de Marte”, diz Jaime Singer, que está na equipe de implantação de instrumentos.

Engenheiros do In Situ Instrument Lab escavam uma trincheira que corresponde ao cenário de realidade aumentada que estão vendo através de seus headsets.

Por fim, a equipe praticará a implantação dos instrumentos da espaçonave na relativa segurança de seu ambiente terrestre, e então enviarão as sequências de comandos apropriadas para o InSight.

Simulações de silicone

Antes do pouso, os cientistas responsáveis ​​também realizam muitas rodadas de testes em ambientes virtuais. Para qualquer missão, a equipe de entrada, descida e pouso executa simulação após simulação, buscando pelos ajustes possíveis que podem fazer na programação da espaçonave antecipadamente.

Para InSight, Wertz-Chen tem alimentado informações de trajetória atualizadas nas simulações, em seguida, jogando com um monte de variáveis ​​e estudando o resultado. Seu objetivo é encontrar a combinação de variáveis ​​antecipadas que produza a maior probabilidade de sucesso. O ideal é que essa combinação seja o que já está nos sistemas da espaçonave. Mas se algo precisar de ajustes, a equipe enviará um comando com as edições.

“Você nunca quer alterar a programação de uma espaçonave se não for absolutamente necessário, porque se estiver bem como está, então você não mexe”, diz ela. Enquanto as informações de trajetória continuamente atualizadas sugerirem que o InSight está no caminho certo, tudo deve dar certo.

Wertz-Chen diz que está “cautelosamente confiante” de que o pouso será bom: “Há muitas coisas que precisam dar certo para que isso funcione. É sempre estressante e estou definitivamente nervosa.”

E, como com as missões de Marte anteriores, haverá amendoins da sorte no controle da missão?

“Oh, claro”, diz ela. “Isso é uma exigência.”

Confira a segunda temporada da série Marte, sábados, às 23h20, no National Geographic.
 
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