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Uma ilustração do helicóptero Ingenuity da NASA voando em Marte
Créditos: NASA / JPL-Caltech
A NASA tem como meta, não antes de 8 de abril, que o Ingenuity Mars Helicopter faça a primeira tentativa de voo motorizado e controlado de uma aeronave em outro planeta. Antes que o helicóptero de 1,8 quilo possa tentar seu primeiro voo, no entanto, ele e sua equipe devem cumprir uma série de marcos assustadores.
A engenhosidade permanece presa à barriga do rover Perseverance da NASA, que pousou em Marte em 18 de fevereiro. Em 21 de março, o rover implantou o escudo de detritos composto de grafite em forma de caixa de guitarra que protegeu o engenho durante o pouso. O rover atualmente está em trânsito para o “campo de aviação” onde o Ingenuity tentará voar. Uma vez implantado, o Ingenuity terá 30 dias marcianos, ou sóis, (31 dias terrestres) para conduzir sua campanha de voo de teste.
“Quando o rover Sojourner da NASA pousou em Marte em 1997, provou que perambular pelo Planeta Vermelho era possível e redefiniu completamente nossa abordagem de como exploramos Marte. Da mesma forma, queremos aprender sobre o potencial da Ingenuity para o futuro da pesquisa científica ”, disse Lori Glaze, diretora da Divisão de Ciência Planetária na sede da NASA. “Apropriadamente nomeado, Ingenuity é uma demonstração de tecnologia que visa ser o primeiro vôo motorizado em outro mundo e, se bem-sucedido, poderia expandir ainda mais nossos horizontes e ampliar o escopo do que é possível com a exploração de Marte”.
Voar de maneira controlada em Marte é muito mais difícil do que voar na Terra. O Planeta Vermelho tem gravidade significativa (cerca de um terço da da Terra), mas sua atmosfera é apenas 1% mais densa que a da Terra na superfície. Durante o dia marciano, a superfície do planeta recebe apenas cerca de metade da quantidade de energia solar que atinge a Terra durante o dia, e as temperaturas noturnas podem cair até 130 graus Fahrenheit negativos (90 graus Celsius negativos), o que pode congelar e quebrar componentes elétricos desprotegidos .
Para caber nas acomodações disponíveis fornecidas pelo rover Perseverance, o helicóptero Ingenuity deve ser pequeno. Para voar no ambiente de Marte, ele deve ser leve. Para sobreviver às noites frias de Marte, ele deve ter energia suficiente para alimentar os aquecedores internos. O sistema - desde o desempenho de seus rotores no ar rarefeito até seus painéis solares, aquecedores elétricos e outros componentes - foi testado e retestado nas câmaras de vácuo e laboratórios de teste do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia.
“Cada passo que demos desde o início desta jornada, seis anos atrás, foi um território desconhecido na história da aeronave”, disse Bob Balaram, engenheiro-chefe da Mars Helicopter no JPL. “E embora ser implantado na superfície seja um grande desafio, sobreviver à primeira noite em Marte sozinho, sem o rover protegendo-o e mantendo-o ligado, será ainda maior”.
Implantando o helicóptero
Antes que o Ingenuity faça seu primeiro vôo em Marte, ele deve estar bem no meio de seu campo de aviação - uma área de 33 por 33 pés (10 por 10 metros) de propriedade marciana escolhida por sua planura e falta de obstruções . Assim que as equipes do helicóptero e do rover confirmam que o Perseverance está situado exatamente onde eles querem que esteja dentro do campo de aviação, o processo elaborado para posicionar o helicóptero na superfície de Marte começa.
“Como com tudo com o helicóptero, este tipo de implantação nunca foi feito antes”, disse Farah Alibay, líder de integração da Mars Helicopter para o rover Perseverance. “Assim que começarmos a implantação, não haverá mais volta. Todas as atividades são estreitamente coordenadas, irreversíveis e dependentes umas das outras. Se houver uma dica de que algo não está indo como o esperado, podemos decidir esperar por um Sol ou mais até termos uma ideia melhor do que está acontecendo”.
O processo de implantação do helicóptero levará cerca de seis sóis (seis dias, quatro horas na Terra). No primeiro Sol, a equipe na Terra ativará um dispositivo para quebrar o parafuso, liberando um mecanismo de travamento que ajudou a segurar o helicóptero firmemente contra a barriga do rover durante o lançamento e pouso em Marte. No Sol seguinte, eles dispararão um dispositivo pirotécnico cortador de cabos, permitindo que o braço mecanizado que segura o Ingenuity comece a girar o helicóptero fora de sua posição horizontal. É também quando a aeronave de asas rotativas estenderá duas de suas quatro pernas de pouso.
Durante o terceiro Sol da sequência de implantação, um pequeno motor elétrico terminará de girar Ingenuity até travar, trazendo o helicóptero completamente vertical. Durante o quarto Sol, as duas últimas pernas de aterrissagem se encaixarão na posição. Em cada um desses quatro sóis, o sensor topográfico de grande angular para operações e engenharia (WATSON) tirará fotos de confirmação do Ingenuity conforme ele se desdobra gradativamente em sua configuração de vôo. Em sua posição final, o helicóptero ficará suspenso a cerca de 13 centímetros sobre a superfície marciana. Nesse ponto, apenas um único parafuso e algumas dezenas de minúsculos contatos elétricos irão conectar o helicóptero ao Perseverance. No quinto sol de implantação, a equipe usará a oportunidade final para utilizar o Perseverance como fonte de energia e carregar as seis células da bateria do Ingenuity.
“Assim que cortarmos o cordão com Perseverança e deixarmos os últimos cinco centímetros na superfície, queremos que nosso grande amigo vá embora o mais rápido possível para que possamos obter os raios do Sol em nosso painel solar e começar a recarregar nossas baterias”, disse Balaram.
No sexto e último sol programado desta fase de implantação, a equipe precisará confirmar três coisas: que as quatro pernas do Ingenuity estão firmemente na superfície da cratera de Jezero, que o rover realmente dirigiu cerca de 16 pés (cerca de 5 metros) longe, e que o helicóptero e o rover estão se comunicando por meio de seus rádios a bordo. Este marco também inicia o relógio de 30 Sol, durante o qual todas as verificações de pré-voo e testes de voo devem ocorrer.
“O Ingenuity é um teste de vôo experimental de engenharia - queremos ver se podemos voar em Marte”, disse MiMi Aung, gerente de projeto da Ingenuity Mars Helicopter no JPL. “Não há instrumentos científicos a bordo e nem metas de obtenção de informações científicas. Estamos confiantes de que todos os dados de engenharia que desejamos obter na superfície de Marte e no alto podem ser obtidos dentro dessa janela de 30 Sol”.
Tal como acontece com a implantação, as equipes de helicópteros e rover abordarão o próximo teste de vôo metodicamente. Se a equipe perder ou tiver dúvidas sobre um marco importante do pré-voo, eles podem usar um ou mais sóis para entender melhor o problema. Se o helicóptero sobreviver à primeira noite do período de sequência na superfície de Marte, no entanto, a equipe passará os próximos sóis fazendo todo o possível para garantir um voo bem-sucedido, incluindo balançar as pás do rotor e verificar o desempenho da unidade de medição inercial , além de testar todo o sistema do rotor durante um spin-up de 2.537 rpm (enquanto o trem de pouso do Ingenuity permanece firme na superfície).
Vídeo: https://youtu.be/0RQWv1ybsjM?list=PLTiv_XWHnOZpzQKYC6nLf6M9AuBbng_O8
O helicóptero Mars Ingenuity da NASA chegou ao Planeta Vermelho em 18 de fevereiro de 2021. Sua missão: demonstrar o primeiro vôo motorizado em outro mundo.
Créditos: NASA / JPL-Caltech
O primeiro teste de voo em Marte
Assim que a equipe estiver pronta para tentar o primeiro vôo, o Perseverance receberá e transmitirá ao Ingenuity as instruções finais de voo dos controladores da missão JPL. Vários fatores determinarão o tempo preciso para o vôo, incluindo a modelagem dos padrões de vento locais mais medições feitas pelo Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) a bordo do Perseverance. O Ingenuity fará seus rotores funcionar a 2.537 rpm e, se todas as autoverificações finais parecerem boas, decole. Depois de subir a uma taxa de cerca de 3 pés por segundo (1 metro por segundo), o helicóptero irá pairar a 10 pés (3 metros) acima da superfície por até 30 segundos. Então, o helicóptero de Marte descerá e tocará de volta na superfície marciana.
Assim que a equipe estiver pronta para tentar o primeiro vôo, o Perseverance receberá e transmitirá ao Ingenuity as instruções finais de voo dos controladores da missão JPL. Vários fatores determinarão o tempo preciso para o vôo, incluindo a modelagem dos padrões de vento locais mais medições feitas pelo Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) a bordo do Perseverance. O Ingenuity fará seus rotores funcionar a 2.537 rpm e, se todas as autoverificações finais parecerem boas, decole. Depois de subir a uma taxa de cerca de 3 pés por segundo (1 metro por segundo), o helicóptero irá pairar a 10 pés (3 metros) acima da superfície por até 30 segundos. Então, o helicóptero de Marte descerá e tocará de volta na superfície marciana.
Várias horas após o primeiro voo ter ocorrido, o Perseverance fará o downlink do primeiro conjunto de dados de engenharia do Ingenuity e, possivelmente, imagens e vídeo das câmeras de navegação e Mastcam-Z do rover. A partir dos dados baixados naquela primeira noite após o vôo, a equipe do Mars Helicopter espera ser capaz de determinar se sua primeira tentativa de voar em Marte foi um sucesso.
No Sol seguinte, todos os dados de engenharia restantes coletados durante o voo, bem como algumas imagens em preto-e-branco de baixa resolução da própria câmera de navegação do helicóptero, poderiam ser baixados para o JPL. No terceiro Sol dessa fase, devem chegar as duas imagens tiradas pela câmera colorida de alta resolução do helicóptero. A equipe da Mars Helicopter usará todas as informações disponíveis para determinar quando e como prosseguir com o próximo teste.
“Marte é difícil”, disse Aung. “Nosso plano é trabalhar tudo o que o Planeta Vermelho jogar sobre nós da mesma maneira que lidamos com todos os desafios que enfrentamos nos últimos seis anos - juntos, com tenacidade e muito trabalho árduo e um pouco de Ingenuidade”.
Um Pedaço de História
Enquanto o Ingenuity tentaria o primeiro voo controlado com motor em outro planeta, o primeiro vôo controlado com motor na Terra ocorreu em 17 de dezembro de 1903, nas dunas varridas pelo vento de Kill Devil Hill, perto de Kitty Hawk, na Carolina do Norte. Orville e Wilbur Wright cobriram 120 pés em 12 segundos durante o primeiro voo. Os irmãos Wright fizeram quatro voos naquele dia, cada um mais longo que o anterior.
Enquanto o Ingenuity tentaria o primeiro voo controlado com motor em outro planeta, o primeiro vôo controlado com motor na Terra ocorreu em 17 de dezembro de 1903, nas dunas varridas pelo vento de Kill Devil Hill, perto de Kitty Hawk, na Carolina do Norte. Orville e Wilbur Wright cobriram 120 pés em 12 segundos durante o primeiro voo. Os irmãos Wright fizeram quatro voos naquele dia, cada um mais longo que o anterior.
Uma pequena quantidade do material que cobria uma das asas da aeronave dos irmãos Wright, conhecida como Flyer, durante o primeiro voo está agora a bordo do Ingenuity. Uma fita isolante foi usada para envolver a pequena amostra de tecido em torno de um cabo localizado embaixo do painel solar do helicóptero. Os Wrights usaram o mesmo tipo de material - uma musselina crua chamada “Orgulho do Oeste” - para cobrir seu planador e asas de aeronave a partir de 1901. A tripulação da Apollo 11 voou com um pedaço diferente do material, junto com uma pequena lasca de madeira do Wright Flyer, à Lua e de volta durante sua missão icônica em julho de 1969.
Mais sobre Ingenuidade
O Ingenuity Mars Helicopter foi construído pelo JPL, que também gerencia a demonstração de tecnologia para a sede da NASA. É apoiado pelo Science Mission Directorate da NASA, pelo NASA Aeronautics Research Mission Directorate e pelo NASA Space Technology Mission Directorate. O Ames Research Center e o Langley Research Center da NASA forneceram análises significativas de desempenho de voo e assistência técnica.
O Ingenuity Mars Helicopter foi construído pelo JPL, que também gerencia a demonstração de tecnologia para a sede da NASA. É apoiado pelo Science Mission Directorate da NASA, pelo NASA Aeronautics Research Mission Directorate e pelo NASA Space Technology Mission Directorate. O Ames Research Center e o Langley Research Center da NASA forneceram análises significativas de desempenho de voo e assistência técnica.
Na sede da NASA, Dave Lavery é o executivo de programa do helicóptero Ingenuity Mars. No JPL, MiMi Aung é o gerente de projeto e J. (Bob) Balaram é o engenheiro-chefe.
Leve o entusiasmo da Ingenuidade para as salas de aula e residências por meio do kit de ferramentas Office of STEM Engagement da NASA . Educadores, alunos e famílias podem acompanhar a missão construindo um helicóptero de papel ou programando um videogame Ingenuity.
Para obter mais informações sobre o Ingenuity:
Mais sobre perseverança
Um dos principais objetivos da missão do Perseverance em Marte é a astrobiologia , incluindo a busca por sinais de vida microbiana ancestral. O rover caracterizará a geologia do planeta e o clima anterior, abrirá o caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho e será a primeira missão a coletar e armazenar rochas e regolitos marcianos (rochas quebradas e poeira).
Um dos principais objetivos da missão do Perseverance em Marte é a astrobiologia , incluindo a busca por sinais de vida microbiana ancestral. O rover caracterizará a geologia do planeta e o clima anterior, abrirá o caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho e será a primeira missão a coletar e armazenar rochas e regolitos marcianos (rochas quebradas e poeira).
As missões subsequentes da NASA, em cooperação com a ESA (Agência Espacial Européia), enviariam espaçonaves a Marte para coletar essas amostras seladas da superfície e devolvê-las à Terra para uma análise aprofundada.
O JPL, que é gerenciado para a NASA pela Caltech em Pasadena, Califórnia, construiu e gerencia as operações do rover Perseverance.
Para mais informações sobre Perseverança:
Para mais imagens relacionadas a este lançamento, vá para:
Alana Johnson / Gray Hautaluoma
Sede da NASA, Washington
alana.r.johnson@nasa.gov / grey.hautaluoma-1@nasa.gov
DC Agle
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Califórnia
agle@jpl.nasa.gov
alana.r.johnson@nasa.gov / grey.hautaluoma-1@nasa.gov
DC Agle
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Califórnia
agle@jpl.nasa.gov
Fonte: NASA / Editor: Sean Potter / 24-03-2021
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-ingenuity-mars-helicopter-prepares-for-first-flight
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de
Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e
divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space
Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas
e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens)
que é integrado ao Projeto CERES (Cloudsand Earth´s Radiant 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
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br
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