Tecnologia Científica

Mars Helicopter da NASA fara¡ a primeira tentativa de voo no domingo
Voar de maneira controlada em Marte émuito mais difa­cil do que voar na Terra.
Por Jet Propulsion Laboratory - 10/04/2021


O helica³ptero Ingenuity da NASA destravou suas hanãlices, permitindo-lhes girar livremente, em 7 de abril de 2021, o 47º dia marciano, ou sol, da missão. Esta imagem foi capturada pelo gerador de imagens Mastcam-Z a bordo do rover Perseverance Mars da NASA no sol seguinte, 8 de abril de 2021. Crédito: NASA / JPL-Caltech

O Ingenuity Mars Helicopter da NASA estãoa dois dias 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 helica³ptero de 4 libras (1,8 kg) devera¡ decolar da cratera Jezero de Marte no domingo, 11 de abril, a s 12h30 hora solar local de Marte (22h54 EDT), pairando 10 panãs (3 metros) acima dasuperfÍcie por até30 segundos. Especialistas em controle de missão no Laborata³rio de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califa³rnia, esperam receber os primeiros dados da primeira tentativa de voo na manha£ seguinte, por volta das 4h15 EDT.

"Embora o Ingenuity não carregue instrumentos cienta­ficos, o pequeno helica³ptero já estãofazendo sua presença ser sentida em todo o mundo, a  medida que futuros lideres seguem seu progresso em direção a um primeiro voo sem precedentes ", disse Thomas Zurbuchen, administrador associado de ciência na sede da NASA. "Fazemos demonstrações de tecnologia como essa para ampliar nossa experiência e fornecer algo em que as próximas missaµes e a próxima geração possam construir. Assim como o Ingenuity foi inspirado pelos irmãos Wright, os futuros exploradores decolara£o usando os dados e a inspiração desta missão. "

O Mars Helicopter éuma 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 reunia£o cienta­fica da missão Perseverance Mars rover da NASA.

Voar de maneira controlada em Marte émuito mais difa­cil do que voar na Terra. Embora a gravidade em Marte seja cerca de um tera§o da da Terra, o helica³ptero deve voar com a ajuda de uma atmosfera cuja pressão nasuperfÍcie seja de apenas 1% da da Terra. Se forem bem-sucedidos, os engenheiros obtera£o dados inestima¡veis ​​em voo em Marte para comparação com a modelagem, simulações e testes realizados aqui na Terra. A NASA também tera¡ sua primeira experiência prática operando um helica³ptero remotamente em Marte. Esses conjuntos de dados sera£o inestima¡veis ​​para futuras missaµes a Marte em potencial, que podem recrutar helica³pteros da próxima geração para adicionar uma dimensão aanãrea a s suas explorações.

"Desde o primeiro dia deste projeto, nossa equipe teve que superar uma ampla gama de desafios técnicos aparentemente intranspona­veis", disse MiMi Aung, gerente de projetos da Ingenuity no JPL. "E aqui estamos nos- com segurança em Marte - na vanãspera de nossa primeira tentativa de voo. Chegamos atéaqui com uma atitude de nunca dizer morrer, muitos amigos de muitas disciplinas técnicas diferentes e uma agaªncia que gosta de ir longe -transformar ideias em realidade. "

Anatomia de um primeiro voo

O voo de domingo seráauta´nomo, com os sistemas de orientação, navegação e controle do Ingenuity para fazer a pilotagem. Isso ocorre principalmente porque os sinais de ra¡dio levara£o 15 minutos e 27 segundos para preencher a lacuna de 173 milhões de milhas (278 milhões de quila´metros) entre Marte e a Terra. Tambanãm éporque quase tudo sobre o Planeta Vermelho éexigente.

"Marte édifa­cil não apenas quando vocêpousa, mas quando vocêtenta decolar e voar ao redor também", disse Aung. "Ele tem significativamente menos gravidade, mas menos de 1% da pressão de nossa atmosfera em suasuperfÍcie. Junte essas coisas e vocêtera¡ um vea­culo que exige que cada entrada seja correta."
 
Os eventos que antecederam o primeiro teste de voo comea§am quando o rover Perseverance, que serve como uma estação base de comunicações para o Ingenuity, recebe as instruções daquele dia da Terra. Esses comandos tera£o viajado de controladores de missão no JPL atravanãs da Deep Space Network da NASA atéuma antena receptora a bordo do Perseverance. Estacionado em "Van Zyl Overlook", a cerca de 215 panãs (65 metros) de distância, o rover transmitira¡ os comandos ao helica³ptero cerca de uma hora depois.

"Devemos levar cerca de seis segundos para subir a  nossa altura máxima para este primeiro voo", disse Ha¥vard Grip do JPL, o lider de controle de voo da Ingenuity. "Quando chegarmos a 3 metros, o Ingenuity ira¡ pairar no ar que deve durar - se tudo correr bem - por cerca de 30 segundos."


Então, a s 10:53 pm EDT, o Ingenuity comea§ara¡ a passar por uma mira­ade de verificações antes do voo. O helica³ptero repetira¡ o teste de manobra da lâmina realizado três sãois antes. Se os algoritmos que executam os sistemas de orientação, navegação e controle considerarem os resultados do teste aceita¡veis, eles ligara£o a unidade de medição inercial (um dispositivo eletra´nico que mede a orientação e rotação de um vea­culo) e o inclina´metro (que mede inclinações). Se tudo estiver certo, o helica³ptero ajustara¡ novamente a inclinação das pa¡s do rotor, configurando-as para que não produzam sustentação durante a parte inicial do spin-up.

O spin-up das pa¡s do rotor levara¡ cerca de 12 segundos para ir de 0 a 2.537 rpm, a velocidade ideal para o primeiro voo. Depois de uma verificação final do sistema, o passo das pa¡s do rotor serácomandado para mudar mais uma vez - desta vez para que eles possam cavar as poucas moléculas de dia³xido de carbono, nitrogaªnio e arga´nio disponí­veis na atmosfera perto dasuperfÍcie marciana. Momentos depois, tera¡ ini­cio o primeiro teste de voo experimental em outro planeta.

"Devemos levar cerca de seis segundos para subir a  nossa altura máxima para este primeiro voo", disse Ha¥vard Grip do JPL, o lider de controle de voo da Ingenuity. "Quando chegarmos a 3 metros, o Ingenuity ira¡ pairar no ar que deve durar - se tudo correr bem - por cerca de 30 segundos."

Ao pairar, a ca¢mera de navegação do helica³ptero e o alta­metro a laser ira£o alimentar o computador de navegação para garantir que o Ingenuity permanea§a não apenas nivelado, mas no meio de seu campo de aviação de 33 por 33 panãs (10 por 10 metros) - um remendo de propriedade marciana escolhida por sua planura e falta de obstruções. Em seguida, o helica³ptero de Marte descera¡ e tocara¡ de volta nasuperfÍcie da cratera de Jezero, enviando dados de volta a  Terra, via Perseverana§a, para confirmar o voo.

Espera-se que a Perseverance obtenha imagens do voo usando suas ca¢meras Navcam e Mastcam-Z, com as imagens previstas para chegar naquela noite (manha£ de segunda-feira, 12 de abril, no sul da Califa³rnia). O helica³ptero também documentara¡ o voo de sua perspectiva, com uma imagem colorida e várias fotos de navegação em preto e branco de baixa resolução, possivelmente disponí­veis na manha£ seguinte.

"Os irmãos Wright tiveram apenas um punhado de testemunhas oculares de seu primeiro voo, mas o momento hista³rico foi felizmente capturado em uma grande fotografia", disse Michael Watkins, diretor do JPL. "Agora, 117 anos depois, somos capazes de fornecer uma oportunidade maravilhosa de compartilhar os resultados da primeira tentativa de voo controlado e motorizado em outro mundo por meio de nossos fota³grafos robóticos em Marte."

A NASA TV transmitira¡ a cobertura ao vivo da equipe assim que receberem os dados, com comenta¡rios comea§ando a s 3h30 EDT.

 

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