Créditos: NASA / JPL-Caltech
Então, você quer tentar pilotar um helicóptero em Marte.
Você trabalha no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, na Califórnia, e provou repetidamente que, quando se trata de pousar e operar sondas e rovers robóticos no distante Planeta Vermelho, você sabe muito bem o que está fazendo.
Mas nunca é uma coisa certa quando se trata de exploração planetária .
Mesmo sendo inteligente quanto a projetar e construir naves espaciais, você percebe que pode precisar de uma pequena ajuda de engenharia extra para garantir que seu helicóptero recém-projetado voe em uma atmosfera alienígena da maneira que você deseja.
Então, para quem você vai ligar? Os inovadores aeronáuticos da NASA, é claro.
"Quando se tratava de determinar se isso funcionaria, a equipe do projeto JPL precisava aprender a dinâmica do rotor, então eles pediram ajuda", disse Wayne Johnson , pesquisador sênior do grupo de aeromecânica de aeronaves rotativas no Ames Research Center da NASA, na Califórnia.
Aeronaves de elevação vertical, que incluem helicópteros, é algo que os pesquisadores da NASA estudam desde os primeiros dias de voo, começando pela organização predecessora da NASA, o Comitê Consultivo Nacional de Aeronáutica .
“Os problemas que você precisa resolver para pilotar um helicóptero não são tão diferentes se você está falando da Terra ou de Marte. Pudemos ajudá-los a entender melhor seu design e refinar seus métodos e as ferramentas que eles usaram para testá-lo ”, disse Johnson.
Cinco anos depois, o helicóptero Ingenuity está firmemente preso ao rover Perseverance Mars, aguardando uma tentativa de lançamento da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida, antes das 7h50 (horário de Brasília) do dia 30 de julho. A janela de lançamento do foguete Atlas 5 se estende até 9 : 50 da manhã EDT.
“Isso é muito emocionante para nós. É mesmo ”, disse Carlos Malpica, engenheiro aeroespacial da Ames, especialista em dinâmica de vôo e controle de aeronaves rotativas para o projeto Revolucionário Vertical Lift Technology, da NASA .
“Quando começamos a trabalhar no projeto, começamos a fazê-lo com muita incerteza sobre se isso seria possível. Havia desafios técnicos significativos a serem superados ”, afirmou Malpica.
Entre eles estava o de garantir que o veículo pudesse decolar de maneira controlada em uma fina atmosfera marciana equivalente a cerca de 100.000 pés de altura na Terra - uma altitude que nenhum helicóptero terrestre atingiu nem a metade dessa distância.
Outros tiveram a ver com projetar o veículo para sobreviver a noites marcianas extremamente frias, onde as temperaturas caem a menos de 30 graus Celsius e operar em grande parte por conta própria, já que o controle direto do piloto não é possível, dada a distância entre Marte e a Terra.
“Mas, à medida que avançamos e começamos a perceber que isso é realista, isso pode acontecer e que poderia funcionar. E quando chegamos a esse ponto, era como uau, parece um daqueles momentos da Wright Brothers na história da aviação ”, disse Malpica.
De fato, se tudo der certo com a missão após seu pouso direcionado a Marte em fevereiro de 2021, o voo inaugural de demonstração da Ingenuity ecoará a conquista dos Wright Brothers em 1903 na Terra, fazendo o primeiro voo de uma aeronave na atmosfera de outro planeta.
As idéias sérias para voar sobre a superfície enferrujada de Marte são anteriores ao início oficial da Era Espacial em 1958. A maioria dos conceitos envolvia aeronaves de asa fixa, incluindo planadores com asas infláveis.
Muito mais tarde, um desses protótipos sobrevoou o Oregon em 2001, enquanto outra idéia foi investigada sobre o alto deserto da Califórnia em 2015. Foi nessa época que os engenheiros do JPL terminaram seu projeto de Ingenuity e chegaram à NASA Aeronautics em busca de ajuda.
Desde então, os pesquisadores da área aeronáutica consultaram uma ampla variedade de assuntos, mas, em última análise, o trabalho se dividiu em duas grandes áreas: demonstrar controlabilidade e melhorar e verificar os modelos de computador usados nos testes.
Larry Young, um engenheiro aeroespacial designado para o ramo de aeromecânica da NASA Ames, foi um participante essencial para ajudar o JPL a lidar com ambos.
"Não era apenas descobrir como operar o Ingenuity, por isso era estável à medida que pairava ou avançava, mas também poderíamos descobrir como demonstrar essa capacidade com as instalações de teste e os códigos de simulação de computador que estávamos usando", disse Young. .
A principal instalação de teste disponível para o Ingenuity era uma câmara de vácuo no JPL capaz de simular as temperaturas e pressões reais na superfície marciana - mas não estava configurada para ser um túnel de vento.
Por exemplo, o fluxo de ar criado pelos rotores giratórios recircularia ao longo das paredes e teto da câmara e depois retornaria aos rotores e comprometeria os dados do teste, algo que é melhor gerenciado em um túnel de vento.
"Desde o início, tínhamos muitas perguntas sobre isso e quão representativas eram as condições reais de operação dos voos", disse Young.
Por meio de uma combinação de análise por computador e sua própria experiência em testes e experimentos, Young conseguiu a melhor maneira de configurar a câmara e fazer testes de integração de sistemas que demonstravam que o helicóptero funcionaria conforme o previsto.
“Temos muita confiança de que fizemos o trabalho da maneira certa. Fizemos nossa diligência ”, disse Malpica. "Claro, isso é algo que ninguém nunca tentou, então sempre há o risco de algo dar errado."
Se tudo correr conforme o planejado, depois de ser gentilmente desdobrado da Perseverança, o Ingenuity fará pelo menos cinco saltos curtos sobre a superfície marciana, voando tão alto quanto 15 pés.
Voos adicionais não estão fora de questão - a sonda Mars da NASA costuma ter uma vida longa - e os pesquisadores da aeronáutica estão prontos para continuar ajudando com conselhos e conhecimentos de engenharia, embora não tenham um papel ativo nos vôos à medida que acontecem.
“Estaremos nervosos e cheios de antecipação. E alguns de nós esperamos estar no JPL para torcer pelo Ingenuity, mas não fazemos parte da equipe de controle de vôo. Por enquanto, estamos apenas esperando um lançamento seguro, um cruzeiro para Marte e um desembarque ”, disse Johnson.
Mas, mesmo que exista um problema que impeça o voo real de helicóptero em Marte, seja qual for o motivo, Johnson e seus colegas sentem que já podem declarar sucesso.
"Qualquer que seja o problema que possa ocorrer em Marte, isso não mudará o fato de que já provamos com os testes que fizemos, sim, você pode pilotar um helicóptero em Marte", disse Johnson.
Um olhar à frente
Pesando menos de um quilo e meio com um corpo principal do tamanho de uma bola de softball, não há espaço para experimentos científicos sobre o engenho. A ciência marciana nunca foi o objetivo do helicóptero em primeiro lugar.
"Esta é apenas uma demonstração de tecnologia para mostrar que é possível voar em Marte, mas eventualmente gostaríamos de projetar e pilotar um helicóptero em Marte que realmente tenha uma missão científica", disse Johnson.
Os especialistas em aeronáutica e espacial da NASA já estão pensando em como seria um futuro helicóptero de Marte e que tipo de exploração ele poderia fazer se carregado com instrumentos científicos.
É um sonho que Johnson, cuja longa carreira na NASA trabalhando em helicópteros alcançou o status de "lendário", abraça de todo o coração.
“Estou nisso há muito tempo. É emocionante ver como esse projeto pode inspirar novos engenheiros a se interessarem em aeronáutica. Muitos graduados que saem da escola, quando pensam na NASA, olham para o lado espacial das coisas ”, disse ele.
“Bem, isso é uma espécie de espaço, mas é realmente um avião; e isso realmente deixa os novos engenheiros empolgados apenas pelo fato de sermos de Marte que estamos sobrevoando ”, disse Johnson.
Alguns desses futuros engenheiros aeroespaciais podem estar entre os estudantes que ajudaram a Ingenuity.
"Na Ames, contamos muito com estagiários, estudantes de graduação e pós-graduação, para ajudar a tornar o Ingenuity um sucesso ao longo de seu ciclo de desenvolvimento de cinco anos - e eles merecem nosso agradecimento", disse Young.
"Felizmente, eles serão os únicos a levar isso adiante no futuro".
Jim Banke e Abigail Casas
Direcção da Missão de Investigação Aeronáutica
https://www.nasa.gov/aeroresearch/nasa-aeronautics-experts-help-prepare-ingenuity-to-fly-on-mars
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário