Os 10 principais recursos do Mars Perseverance Rover

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A Perseverança pousou. Em 18 de fevereiro, o rover mais ambicioso da NASA até agora competiu uma jornada de quase sete meses da Terra para iniciar uma exploração de anos do planeta vermelho.

Pesando uma tonelada e custando mais de US $ 2 bilhões para projetar, construir e validar, o Perseverance tem um objetivo abrangente: encontrar evidências sem precedentes de vida antiga em um planeta diferente do nosso. Muito parecido com o pouso na lua mais de meio século antes, é um exemplo positivo da engenhosidade da humanidade durante tempos especialmente difíceis.

Aqui estão dez fatos incríveis sobre a missão do Perseverance a Marte.

10 Sete minutos no inferno

Felizmente para a equipe do Perseverance, a parte mais difícil da missão já ficou para trás. Essa dificuldade é dupla: os desafios de pousar um rover em outro planeta e a completa incapacidade de seus controladores humanos de fazer qualquer coisa para ajudar.

Conforme demonstrado em missões marcianas anteriores, leva aproximadamente sete minutos para o veículo pousar na superfície desde o momento em que entra na atmosfera do planeta viajando a 20.000 mph. A descida em alta velocidade, combinada com os 11 minutos que os sinais de rádio levam para viajar entre a Terra e Marte, significa que a tripulação da NASA não pode fazer nada mais do que esperar e orar.

A NASA chama isso de “sete minutos de terror”, onde a combinação de alto risco e desamparo humano deixa todos na sala de controle se perguntando se anos de construção do veículo espacial mais sofisticado da história chegarão a um fim abrupto e infrutífero por meio de um acidente.

A perseverança tinha dois outros fatores trabalhando contra ela. Primeiro, com uma tonelada métrica, é facilmente o veículo espacial mais pesado que a NASA já tentou pousar em Marte. Em segundo lugar, seu destino – a cratera de Jezero, considerada o lugar mais provável para encontrar sinais de vida microbiana ancestral – é uma escolha de alto risco / alta recompensa repleta de pedras e penhascos íngremes.

Felizmente, o Perseverance perseverou, auxiliado por duas novas tecnologias que faltavam em seus predecessores. Um, um gatilho de alcance, permite que o rover decida precisamente quando lançar seu pára-quedas de 21 metros. O outro, chamado de navegação relativa do terreno, essencialmente dá aos Perseverance olhos e um mapa para garantir que ele toque o solo com segurança. Allen Chen, o líder da equipe de entrada, descida e pouso da missão, duvida que a cratera Jezero teria sido um local de pouso viável não fosse por esses dois avanços.

9 Em busca de vida em todos os lugares certos


Conforme explicado pelo então administrador da NASA Jim Bridenstine antes do lançamento do ano passado, Perseverance permanece como "a primeira vez na história em que iremos a Marte com a missão explícita de encontrar vida em outro mundo – vida antiga em Marte".

Na verdade, o local de pouso foi escolhido com a descoberta de evidências de vida em Marte – no passado ou no presente – como prioridade. O Perseverance pousou na cratera Jezero de Marte, com 28 milhas de largura, que os cientistas acreditam ter contido um corpo de água com aproximadamente o tamanho do Lago Tahoe. Jezero também tem um grande canal que se origina dele, o que sugere que a água antes fluía livremente de ou para o antigo lago. A julgar pela profundidade da cratera, o lago que ela ocupava tinha provavelmente centenas de metros de profundidade.

Todo esse movimento da água causa o que para os cientistas em busca de vida é uma ocorrência muito atraente: depósitos de sedimentos ao longo do amplo delta do fundo em forma de tigela da cratera. Se alguma vez existiu vida microbiana em Marte, um de seus locais mais prováveis ​​foi bem aqui. O raciocínio é que as primeiras formas de vida na Terra ocorreram em cenários semelhantes há cerca de 3,5 bilhões de anos – quando, acreditam os cientistas, Marte ainda tinha bastante água corrente.

A missão principal do Perseverance é encontrar o tipo de "bioassinaturas" reveladoras que, se a vida já existiu em Marte, provavelmente serão dispersas em depósitos em camadas por todo o chão da cratera de Jezero. Ao fazer isso, pode fornecer uma resposta definitiva sobre se a Terra é a única fonte de vida em nosso sistema solar.

8 Helicóptero espacial?


Sim, helicóptero espacial. Junto para o passeio de 300.000.000 milhas com Perseverance está o Ingenuity Mars Helicopter. Pesando quase dois quilos, o baixinho não é muito mais do que uma câmera voadora de quatro patas.

Mais do que tudo, o Ingenuity é um vôo de teste interplanetário. Seu objetivo principal é provar que um helicóptero pode voar na atmosfera extremamente fina de Marte – um feito que exige exponencialmente mais sustentação. Por esse motivo, o Ingenuity apresenta quatro lâminas de fibra de carbono especialmente feitas, dispostas em dois rotores que giram em direções opostas a cerca de 2.400 rpm – muitas vezes mais rápido do que um helicóptero na Terra. O frio é outro desafio. As temperaturas noturnas em Marte caem para -90 ° C, o que vai empurrar os limites de tolerabilidade dos componentes do Ingenuity.

A incapacidade de controlar a Ingenuidade em tempo real representa outro obstáculo. Enquanto o Perseverance se move deliberadamente ao longo do solo, um instrumento voador como o Ingenuity torna impossível manobrar com um joystick, já que os sinais de comando demoram muito para chegar a Marte. Como resultado, o Ingenuity receberá ordens com antecedência e então decolará em grande parte por sua própria vontade. Ele também é responsável por se carregar autonomamente usando seu painel solar – uma tarefa que a Perseverance não precisa realizar por causa de sua nova bateria nuclear.

Como se não bastasse ser o primeiro objeto a voar em um planeta distante, a Ingenuity tem outra tarefa: vigilância. O helicóptero carrega uma câmera voltada para baixo de alta resolução que, além de ajudá-lo a navegar, pode pesquisar, por exemplo, o solo imediatamente acima de uma colina. O objetivo é determinar os pontos de interesse potenciais para o rover Perseverance intencionalmente lento analisar.

7 Armado e Pronto


A característica mais proeminente do Perseverance é seu braço robótico sofisticado de 2,10 metros. Projetado para imitar um apêndice humano para controle intuitivo da Terra, a extensão exemplar do Perseverance vem completa com um ombro, cotovelo e "pulso" giratório. Ele ainda tem uma pinça que funciona, tanto quanto possível, como uma mão humana faria – um remake robotizado da maior ferramenta já inventada pela Mãe Natureza.

O braço do Perseverance pode alcançar a grande maioria de suas partes centradas na ciência, permitindo-lhe acessar com eficiência suas "ferramentas manuais" para extrair amostras do solo, obter imagens microscópicas de seus arredores e analisar a composição elemental e mineral das rochas marcianas e solo.

Sua broca percussiva rotativa é particularmente impressionante. A ferramenta sofisticada – tornada possível em parte pela mão parecida com uma torre do Perseverance – usa movimento giratório para penetrar na superfície marciana e coletar suas amostras preciosas. Equipado com uma variedade de brocas para várias finalidades – incluindo aquelas especificamente para raspar as camadas superiores para expor áreas subcutâneas – o sistema autovedante é depositado pelo braço robótico diretamente nos tubos de coleta.

Outro dos dispositivos de amostragem do braço é o PIXL, que busca mudanças em texturas e produtos químicos em rochas e solo marcianos, em um esforço para detectar sinais de vida antiga. A PIXL estudará espécimes candidatos para ajudar a determinar quais são os alvos cientificamente mais interessantes para um exame posterior.

6 Ouça

O Perseverance é equipado com um par de microfones sofisticados e altamente detalhados. Eles são os primeiros a serem enviados a outro planeta e oferecem à NASA sua capacidade inédita de espionar nosso vizinho galáctico. Em primeiro lugar, o rover estará registrando os ventos assobiadores de Marte – que são notoriamente fortes, e cuja propensão para levantar poeira na verdade acabou com a utilidade de um rover anterior, cobrindo seus painéis solares de forma irreversível.

A perseverança também estará ouvindo … bem, a si mesma. O barulho de suas rodas rolando pela superfície não só fornecerá evidências se a viabilidade contínua do rover, mas também pode oferecer alguns insights sobre a composição do solo marciano.

Notavelmente, é possível que a chegada de Perseverance também tenha sido detectada por outra nave espacial. Em 2018, a NASA pousou a sonda InSight a cerca de 3.500 km (2.200 milhas) de distância. O InSight possui um sismômetro para rastrear terremotos – ou melhor, marsquakes – sacudindo o solo. Os cientistas acreditam que há uma chance de a sonda sentir o Perseverance pousar em Marte.

Seria a primeira detecção sísmica de um impacto conhecido em outro planeta e poderia revelar mais informações sobre o interior de Marte, uma vez que tais ondas podem ajudar a mapear características geológicas subterrâneas. Infelizmente, alguns dias antes da chegada do Perseverance, as capacidades do InSight diminuíram devido ao acúmulo de poeira em seus painéis solares. Detalhes sobre se ele “ouviu” seu explorador irmão pousar devem estar disponíveis em breve.

5 Bateria nuclear


Para evitar o destino de seu predecessor – cujos painéis solares foram cobertos de solo por uma tempestade de poeira marciana, paralisando-o permanentemente com o esgotamento de energia – o Perseverance tem um novo dispositivo de geração de energia: uma bateria nuclear.

O Perseverance é alimentado por um Gerador Termelétrico de Radioisótopo Multi-missão (MMRTG), fornecido à NASA pelo Departamento de Energia dos EUA. O MMRTG de 99 libras converte o calor da decomposição radioativa natural de mais de dez libras de plutônio-238 em um fluxo constante de eletricidade. Ele produzirá cerca de 110 watts no início da missão do Perseverance e, em seguida, diminuirá apenas alguns pontos percentuais por ano.

O MMRTG também carrega duas baterias de íon de lítio, que são usadas durante as operações diárias e quando a demanda excede temporariamente os níveis normais de saída elétrica. Isso é especialmente necessário durante as operações inovadoras de perfuração, amostragem e coleta de solo do Perseverance, que podem demandar até 900 watts.

Além de alimentar o Perseverance, o MMRTG desempenha outra função útil: seu excesso de calor manterá as inúmeras ferramentas e sistemas do rover em temperaturas operacionais toleráveis. Embora imperfeito, é um passo decisivo de ter uma missão ameaçada por clima inclemente.

4 O próximo passo em direção às missões tripuladas: Criação de oxigênio


Além de sua busca por vida antiga, talvez a tarefa mais significativa do Perseverance seja seus esforços para se preparar para a exploração humana de Marte. Nessa frente, a iniciativa mais ambiciosa da missão é o Experimento de Utilização de Recursos In-Situ de Oxigênio da Mars, mais conhecido como MOXIE.

A missão do MOXIE é demonstrar como os astronautas podem um dia produzir oxigênio da atmosfera marciana. O MOXIE de 37 libras, do tamanho de uma bateria de carro, produz oxigênio muito parecido com uma árvore: ele "inala" dióxido de carbono (a atmosfera de Marte tem cerca de 96% de dióxido de carbono) e "exala" oxigênio. Esse oxigênio seria necessário não apenas para (é claro) respirar, mas também como propulsor, uma vez que qualquer missão tripulada precisaria de um meio de disparar para fora do planeta vermelho para retornar à Terra.

Um aceno para conservar o fornecimento de energia limitado do Perseverance para outros esforços, seus objetivos são bastante modestos: o MOXIE conduzirá sessões de uma hora de forma intermitente, tentando produzir cerca de 10 gramas – ou 0,022 libras – de oxigênio por experimento.

Para colocar isso em perspectiva, para lançar fora de Marte, os exploradores humanos precisariam de 33 a 50 toneladas de combustível, aproximadamente o peso de um ônibus espacial. Os cientistas acham que qualquer sistema capaz de fornecer uma porção significativa desse oxigênio precisaria ser pelo menos 100 vezes maior do que o MOXIE, que é essencialmente sua própria fábrica de gás em miniatura.

3 O que é velho é novo


Ironicamente, alguns aspectos do rover mais caro e sofisticado já construído dependem da tecnologia da década de 1990.

Por exemplo, o Perseverance apresenta uma versão reforçada contra radiação de um microprocessador IBM PowerPC chamado RAD750. Originalmente projetado pela Motorola e IBM, ele é usado principalmente em satélites e aviônicos – e basicamente tem o poder de um chip Pentium 1 de cerca de 1992. O sistema é responsável por lidar com toda a arquitetura aviônica do rover projetado e programado pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA.

Por que essa tecnologia aparentemente antiquada? Porque é testado em batalha.

“Quanto mais perto você embala seus transistores, mais suscetível à radiação você fica”, disse Richard Rieber, um engenheiro de sistemas de voo de mobilidade do JPL. “Com o hardware espacial, você precisa de alta confiabilidade, e o RAD750 teve algumas centenas de missões no espaço.”

Se não está quebrado, não conserte – especialmente ao construir um veículo sem precedentes com inúmeros outros problemas para resolver. O computador RAD750 da velha escola funciona em conjunto com uma série de computadores FPGA (field programmable gate array) para controlar o trem de força, as rodas, a suspensão e as câmeras do veículo espacial.

Um FPGA, um Virtex-5, também é um pouco datado tecnologicamente – mas confiável o suficiente para ter desenhado um canudo de missão crítica: o módulo auxiliou no sucesso da entrada atmosférica, descida e aterrissagem do Perseverance. Agora que o Perseverance está no solo, este sistema de computador será reprogramado da Terra para realizar o processamento visual de mobilidade.

2 Envio de lembranças para Marte


Por décadas, a NASA se engajou em festooning – adicionando extras divertidos a espaçonaves e rovers lançados aos céus. Perseverança não é exceção.

Para começar, o rover carrega três microchips com quase 11 milhões de nomes, parte da campanha nada criativa da NASA "Send Your Name To Mars". Isso representa um aumento de nove vezes em relação ao último rover, Curiosity, que levou cerca de 1,2 milhão de nomes de Terra ao planeta vermelho. O Perseverance também rendeu uma homenagem aos trabalhadores da saúde que lutavam contra a pandemia COVID-19, já que seu lançamento em julho de 2020 ocorreu alguns meses após o início da crise.

Outros acessórios são em parte funcionais, em parte divertidos. Por exemplo, a Mastcam-Z do Perseverance é uma câmera panorâmica com zoom que também carrega uma saudação para potenciais não terráqueos. Diz: “Estamos sozinhos? Viemos aqui para procurar sinais de vida e coletar amostras de Marte para estudar na Terra. Aos que nos seguem, desejamos uma viagem segura e a alegria da descoberta ”.

Talvez a mais legal das extravagâncias do Perseverance seja uma moeda especial feita de materiais para visores de capacete de astronautas – uma referência ao geocaching, a prática nerdgasmica de usar GPS para esconder e encontrar tesouros enterrados. A moeda é parte do alvo de calibração para o instrumento SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) e é gravada com o endereço de seu homônimo narrativo: 221b Baker Street, Londres, Inglaterra.

1 Uma entrega muito especial


Esperançosamente, o Perseverance salvará seu presente mais significativo para a humanidade para o final: daqui a uma década, o objetivo é fazer com que as amostras de solo coletadas pelo rover voltem à Terra. O ambicioso plano, conhecido como Mars Sample Return, envolve três missões nos próximos dez anos.

Como seu antecessor, Curiosity, Perseverance possui um laboratório de bordo. Mas, ao contrário de seus antepassados, o Perseverance está equipado com um sofisticado sistema de amostragem que captura e empacota rochas e solo marcianos para uma viagem sem precedentes de volta à Terra.

Nos próximos dois anos, a Perseverance obterá amostras usando uma broca que corta núcleos cilíndricos na superfície, reunindo uma seção transversal do solo. Quanto mais profunda a amostra, mais para trás no tempo ela representa – assim como a Terra.

Depois de coletar e lacrar cerca de 40 amostras de núcleo, Perseverance fará algo estranho: coloque-as no chão e role para longe. Mais tarde na década, uma missão conjunta da NASA e da Agência Espacial Européia lançará o Sample Retriever Lander para buscar as guloseimas do Perseverance. O veículo irá pegar as amostras, embalá-las em um foguete e explodi-las nos céus – o primeiro lançamento já tentado de outro planeta.

O foguete então colocará seu pacote do tamanho de uma bola de basquete em órbita ao redor do planeta vermelho. Completando a corrida de revezamento interplanetário, o massivo Earth Return Orbiter, que é tão grande quanto um avião, irá arrebatar as amostras da órbita de Marte e carregá-las de volta para a Terra. A entrega pode muito bem conter sinais de vida alienígena antiga, marcando a realização mais incrível na exploração espacial até hoje.

Christopher Dale

Chris escreve artigos de opinião para os principais jornais diários, artigos sobre paternidade para o Parents.com e, porque ele não está muito certo da cabeça, ensaios para veículos de sobriedade e publicações de saúde mental.

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Fonte: List Verse

Autor original: JFrater