A Perseverança pousou. Em 18 de fevereiro, o veículo espacial mais ambicioso da NASA até o momento competiu em uma viagem de quase sete meses desde a 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 alegre da engenhosidade da humanidade durante tempos especialmente difíceis.
Aqui estão dez fatos fantásticos sobre a missão do Perseverance em Marte.
10 Sete minutos no inferno
Felizmente para a equipe do Perseverance, a parte mais difícil da missão já ficou para trás. Esta dificuldade é dupla: os desafios de aterrar um veículo espacial noutro planeta e a total incapacidade dos seus controladores humanos para fazer qualquer coisa para ajudar.
Conforme demonstrado em missões marcianas anteriores, o veículo leva aproximadamente sete minutos para pousar na superfície a partir do momento em que entra na atmosfera do planeta, viajando a 19.000 km/h. 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 rezar.
A NASA chama isto 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, o seu destino – a cratera de Jezero, considerada o local mais provável para encontrar sinais de vida microbiana antiga – 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 antecessores. Um deles, um gatilho de alcance, permite que o rover decida com precisão quando lançar seu pára-quedas de 21 metros. A outra, chamada navegação relativa do terreno, essencialmente dá ao Perseverance olhos e um mapa para garantir que ele pouse com segurança. Allen Chen, líder da equipe de entrada, descida e pouso da missão, duvida que a cratera de Jezero teria sido um local de pouso viável se não fosse por esses dois avanços.
9 Procurando a vida em todos os lugares certos
Conforme explicado pelo então administrador da NASA, Jim Bridenstine, antes do lançamento do ano passado, o Perseverance é “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 aterragem foi escolhido tendo como prioridade a descoberta de evidências de vida em Marte – passadas ou presentes. O Perseverance pousou na cratera Jezero de Marte, com 45 quilômetros de largura, que os cientistas acreditam que já abrigou um corpo de água aproximadamente do tamanho do Lago Tahoe. Jezero também tem um grande canal decorrente 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 abrigava provavelmente tinha centenas de metros de profundidade.
Todo este movimento da água causa o que para os cientistas em busca de vida é uma ocorrência muito convincente: 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 dos seus locais mais prováveis seria aqui mesmo. O raciocínio é que as primeiras formas de vida na Terra ocorreram em cenários semelhantes há cerca de 3,5 mil milhões 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 já existiu vida em Marte, provavelmente estarão dispersas em depósitos em camadas por todo o fundo da cratera de Jezero. Ao fazê-lo, poderá fornecer uma resposta definitiva sobre se a Terra é a única fonte de vida no nosso sistema solar.
8 Helicóptero Espacial?
Sim, helicóptero espacial. Junto com a viagem de 300.000.000 milhas com o Perseverance está o helicóptero Ingenuity Mars. Pesando quatro quilos, o garotinho não é muito mais do que uma câmera voadora de quatro patas.
Mais do que tudo, o Ingenuity é um voo de teste interplanetário. O seu principal objetivo é provar que um helicóptero pode voar na atmosfera extremamente fina de Marte – um feito que exige uma sustentação exponencialmente maior. Por esse motivo, o Ingenuity apresenta quatro pás de fibra de carbono especialmente fabricadas, dispostas em dois rotores que giram em direções opostas a cerca de 2.400 rpm – muitas vezes mais rápido que um helicóptero na Terra. O frio é outro desafio. As temperaturas noturnas em Marte caem para -90° C, o que ultrapassará os limites de tolerabilidade dos componentes do Ingenuity.
A incapacidade de controlar o Ingenuity em tempo real representa outro obstáculo. Enquanto o Perseverance se move deliberadamente ao longo do solo, um instrumento voador como o Ingenuity torna impossível dirigir com um joystick, já que os sinais de comando demoram muito para chegar a Marte. Como resultado, o Ingenuity receberá pedidos com antecedência e, em seguida, decolará por sua própria vontade. Ele também é responsável por se carregar de forma autônoma usando seu painel solar – uma tarefa que o 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, o Ingenuity tem outra tarefa: vigilância. O helicóptero carrega uma câmera voltada para baixo de alta resolução que, além de ajudá-lo a navegar, pode examinar, por exemplo, o solo imediatamente acima de uma colina. O objetivo é determinar possíveis pontos de interesse para análise do rover Perseverance, intencionalmente lento.
7 Armado e pronto
A característica mais proeminente do Perseverance é seu sofisticado braço robótico de 2,10 metros. Projetada para imitar um apêndice humano para controle intuitivo da Terra, a extensão exemplar do Perseverance vem completa com ombro, cotovelo e “pulso” giratório. Tem até uma pinça que funciona, tanto quanto possível, como uma mão humana funcionaria – um remake robotizado da maior ferramenta alguma vez 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 núcleo do solo, obter imagens microscópicas de seu entorno e analisar a composição elementar e a composição mineral das rochas marcianas. e solo.
Sua broca percussiva rotativa é particularmente impressionante. A ferramenta sofisticada – tornada possível em parte pela mão em forma de torre do Perseverance – usa movimento rotativo para penetrar na superfície marciana e coletar suas preciosas amostras. Equipado com uma variedade de brocas para diversos fins – incluindo aquelas específicas para raspar camadas superiores para expor áreas subcutâneas – o sistema autovedante é depositado pelo braço robótico diretamente nos tubos de coleta.
Outro dispositivo de amostragem do braço é o PIXL, que procura alterações nas texturas e produtos químicos nas rochas e no solo marciano, num esforço para detectar sinais de vida antiga. O PIXL estudará espécimes candidatos para ajudar a determinar quais são os alvos cientificamente mais interessantes para exames adicionais.
6 Ouça
O Perseverance está equipado com um par de microfones sofisticados e altamente detalhados. Eles são os primeiros enviados para outro planeta e oferecem à NASA sua primeira capacidade de espionar nosso vizinho galáctico. Em primeiro lugar, o rover irá registar os assobios dos ventos marcianos – que são notoriamente fortes, e cuja propensão para levantar poeira na verdade acabou com a utilidade de um rover anterior, cobrindo os seus painéis solares de forma irreversível.
O Perseverance também estará ouvindo… bem, a si mesmo. O ruído das suas rodas rolando pela superfície não só fornecerá evidências da continuidade da viabilidade do veículo espacial, mas também poderá oferecer algumas informações sobre a composição do solo marciano.
Notavelmente, é possível que a chegada do Perseverance também tenha sido detectada por outra espaçonave. 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 – que sacodem 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 noutro planeta e poderia revelar mais informações sobre o interior marciano, uma vez que tais ondas podem ajudar a mapear características geológicas subterrâneas. Infelizmente, alguns dias antes da chegada do Perseverance, as capacidades do InSight foram diminuídas devido ao acúmulo de poeira em seus painéis solares. Detalhes sobre se ele “ouviu” o pouso de seu explorador irmão deverão estar disponíveis em breve.
5 Bateria Nuclear
Para evitar o destino devastado pelo vento do seu antecessor – cujos painéis solares foram cobertos de solo por uma tempestade de poeira marciana, paralisando-o permanentemente devido ao esgotamento da energia – o Perseverance tem um novo dispositivo de geração de energia: uma bateria nuclear.
O Perseverance é alimentado por um Gerador Termoelétrico de Radioisótopos Multimissão (MMRTG), fornecido à NASA pelo Departamento de Energia dos EUA. O MMRTG de 99 libras converte o calor do decaimento radioativo natural de mais de cinco quilos de plutônio-238 em um fluxo constante de eletricidade. Ele produzirá cerca de 110 watts no início da missão do Perseverance, depois diminuirá apenas alguns pontos percentuais por ano.
O MMRTG também carrega duas baterias de íons de lítio, que são usadas durante as operações diárias e quando a demanda excede temporariamente os níveis normais de produção elétrica. Isso é especialmente necessário durante as operações inovadoras de perfuração, amostragem de solo e coleta do Perseverance, que podem exigir 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 em relação a uma missão que está em perigo devido ao mau tempo.
4 O próximo passo em direção às missões tripuladas: criação de oxigênio
Além da busca por vida antiga, talvez a tarefa mais significativa do Perseverance sejam os 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 de Marte, mais conhecido como MOXIE.
A missão do MOXIE é demonstrar como os astronautas poderão um dia produzir oxigénio a partir da atmosfera marciana. O MOXIE de 37 libras, do tamanho de uma bateria de carro, produz oxigênio de maneira muito parecida com uma árvore: ele “inala” dióxido de carbono (a atmosfera de Marte contém cerca de 96% de dióxido de carbono) e “exala” oxigênio. Este oxigénio seria necessário não só para (é claro) respirar, mas também como propulsor, uma vez que qualquer missão tripulada precisaria de um meio de sair do planeta vermelho para regressar à Terra.
Um aceno para a conservação do 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-se em Marte, os exploradores humanos precisariam de 33 a 50 toneladas de combustível, aproximadamente o peso de um ônibus espacial. Os cientistas pensam que qualquer sistema capaz de fornecer uma porção significativa desse oxigénio teria de ser pelo menos 100 vezes maior do que o MOXIE, que é essencialmente a sua própria fábrica de gás em miniatura.
3 O que é velho é novo
Ironicamente, alguns aspectos do veículo espacial mais caro e sofisticado já construído dependem da tecnologia da década de 1990.
Por exemplo, o Perseverance apresenta uma versão resistente à radiação de um microprocessador IBM PowerPC chamado RAD750. Originalmente projetado pela Motorola e pela IBM, ele é usado principalmente em satélites e aviônicos – e basicamente tem o poder de um chip Pentium 1 de 1992. O sistema é responsável por lidar com toda a arquitetura aviônica do rover projetado e programado pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA.
Por que esta tecnologia aparentemente antiquada? Porque foi testado em batalha.
“Quanto mais perto você empacota seus transistores, mais suscetível à radiação você fica”, disse Richard Rieber, engenheiro de sistemas de voo de mobilidade do JPL. “Com hardware espacial, você precisa de alta confiabilidade, e o RAD750 já realizou algumas centenas de missões no espaço.”
Se não estiver 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 sistema de transmissão, rodas, suspensão e câmeras do rover.
Um FPGA, um Virtex-5, também é um pouco desatualizado tecnologicamente – mas confiável o suficiente para ter tirado um canudo de missão crítica: o módulo ajudou na entrada atmosférica, descida e pouso bem-sucedidos do Perseverance. Agora que o Perseverance está no terreno, este sistema informático será reprogramado a partir da Terra para realizar processamento visual de mobilidade.
2 Enviando lembranças para Marte
Durante décadas, a NASA tem se empenhado em enfeitar – adicionando extras divertidos a naves espaciais e veículos espaciais lançados aos céus. A perseverança não é exceção.
Para começar, o rover carrega três microchips com quase 11 milhões de nomes, parte da campanha pouco criativa da NASA “Envie seu nome para Marte”. Isto representa um aumento de nove vezes em relação ao último rover, Curiosity, que levou cerca de 1,2 milhões de nomes da Terra ao planeta vermelho. O Perseverance também prestou homenagem aos profissionais de saúde que lutam contra a pandemia da COVID-19, uma vez que o seu lançamento em julho de 2020 ocorreu alguns meses após o início da crise.
Outros acessórios são em parte funcionais e 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 em busca de sinais de vida e para coletar amostras de Marte para estudo na Terra. Aos que nos acompanham, desejamos uma viagem segura e a alegria da descoberta.”
Talvez a mais legal das extravagâncias do Perseverance seja uma moeda especial feita de materiais de viseira de capacete de astronauta – uma homenagem ao geocaching, a prática nerdgásmica de usar GPS para esconder e encontrar tesouros enterrados. A moeda faz parte do alvo de calibração do instrumento SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) e está gravada com o endereço de sua narrativa homônima: 221b Baker Street, Londres, Inglaterra.
1 Uma entrega muito especial
Esperançosamente, o Perseverance deixará seu presente mais significativo para a humanidade para o final: daqui a uma década, o objetivo é que amostras de solo coletadas pelo veículo espacial cheguem de volta à Terra. O ambicioso plano, conhecido como Mars Sample Return, envolve três missões nos próximos dez anos.
Assim como seu antecessor, Curiosity, o Perseverance possui um laboratório a bordo. Mas, ao contrário dos seus antepassados, o Perseverance está equipado com um sofisticado sistema de amostragem que captura e empacota rochas e solo marciano para uma viagem de regresso à Terra sem precedentes.
Nos próximos dois anos, o Perseverance obterá amostras usando uma broca que corta núcleos cilíndricos na superfície, coletando uma seção transversal do solo. Quanto mais profunda a amostra, mais recuada no tempo ela representa – assim como a Terra.
Depois de coletar e selar cerca de 40 amostras principais, o Perseverance fará algo estranho: colocá-las no chão e rolar. No final da década, uma missão conjunta da NASA e da Agência Espacial Europeia lançará o apropriadamente chamado Sample Retriever Lander para buscar os presentes do Perseverance. O veículo irá coletar as amostras, embalá-las em um foguete e lançá-las aos céus – a primeira tentativa de lançamento de outro planeta.
O foguete então lançará seu pacote do tamanho de uma bola de basquete em órbita ao redor do planeta vermelho. Completando a corrida de revezamento interplanetária, o enorme Earth Return Orbiter, que é tão grande quanto um avião, irá recolher as amostras da órbita de Marte e levá-las de volta à Terra. A entrega pode muito bem conter sinais de vida alienígena antiga, marcando a conquista mais incrível na exploração espacial até hoje.
