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O sistema de paraquedas mais complexo já implantado em Marte desacelerou com sucesso uma plataforma de pouso simulada da ExoMars para um pouso seguro na Terra.
Um balão de hélio estratosférico levantou um módulo de descida fictício e o lançou acima do Círculo Polar Ártico a uma altitude de quase 30 km, desencadeando o lançamento de dois grandes paraquedas de suas bolsas tipo donut.
“Estamos felizes em confirmar que temos um projeto de paraquedas que pode funcionar em Marte – um sistema ambicioso com o maior paraquedas já voado fora da Terra”, diz Luca Ferracina, engenheiro do sistema do Módulo de Descida e Pouso de Entrada ExoMars da ESA.
Esta campanha de testes de queda em alta altitude ocorreu no Centro Espacial Esrange da Corporação Espacial Sueca, em Kiruna, norte da Suécia, em 7 de julho.
Como testar um pouso em Marte na Terra
Para corresponder à combinação de densidade e velocidade que a cápsula experimentará ao mergulhar na fina atmosfera marciana — cerca de 1% da densidade da atmosfera da Terra ao nível do mar — o balão teve que voar muito alto.
Os paraquedas do ExoMars caíram de uma altitude de 29 km, ou cerca de três vezes a altitude de voo das aeronaves comerciais.
A cápsula fictícia então entrou em queda livre por cerca de 20 segundos, atingindo quase a velocidade do som, antes de abrir os paraquedas.
"A combinação de velocidade e baixa densidade atmosférica neste teste é exatamente a mesma que os paraquedas experimentarão em Marte. Testar na Terra é uma forma de ganhar confiança e confirmar que todos os elementos funcionam conforme o esperado", explica Luca.
Testes de queda em grandes altitudes exigem logística complexa e condições climáticas rigorosas para a segurança do voo. As instalações exclusivas de Esrange e sua longa tradição em missões com balões estratosféricos desde o início da década de 1970 fazem dela um local adequado para a campanha.
Dois são melhores que um
Pousar em Marte é uma empreitada de alto risco. Em apenas seis minutos, o módulo de descida precisa desacelerar de 21.000 km/h, no topo da atmosfera do planeta, para um pouso suave, a fim de manter sua preciosa carga, o rover Rosalind Franklin, em condições de exploração da superfície.
A desaceleração requer um escudo térmico, dois paraquedas principais — cada um com seu próprio paraquedas piloto para extração — e um sistema de propulsão de retrofoguete acionado 20 segundos antes de tocar a superfície marciana.
A maior parte da velocidade supersônica diminuirá devido ao arrasto aerodinâmico da cápsula. A maneira mais eficiente de remover a velocidade restante para um pouso seguro é com uma combinação de paraquedas e retrofoguetes.
“Usar dois paraquedas nos permite projetar um paraquedas forte e de tamanho médio para desacelerar a sonda em velocidades supersônicas e, em seguida, um paraquedas muito maior e leve para a descida final”, explica John Underwood, engenheiro principal da Vorticity, a empresa do Reino Unido encarregada do projeto e da análise de testes de paraquedas.
Trabalhando em conjunto
O paraquedas principal do primeiro estágio tem 15 m de largura, semelhante ao tipo de paraquedas projetado para o pouso da sonda Viking Mars da NASA em 1972. Para o ExoMars, as equipes estão usando uma variante projetada para a bem-sucedida missão Cassini-Huygens da ESA a Titã, a maior lua de Saturno. Este sistema de paraquedas de três estágios ainda detém o recorde de pouso mais distante da Terra já tentado.
O paraquedas principal do segundo estágio tem 35 m de largura e é formado por uma série de anéis com vãos entre eles. Este será o maior paraquedas a voar em Marte ou em qualquer lugar do Sistema Solar além da Terra. Feito com mais de 800 metros quadrados de tecido e mais de quatro quilômetros de corda para as linhas de suspensão, leva cerca de três dias para ser dobrado dentro da bolsa.
A dobragem meticulosa de cada paraquedas dentro de sua bolsa é essencial para garantir um correto desdobramento.
Desafios de armazenamento e design
O sistema de paraquedas testado na Suécia já estava qualificado para voar para Marte em 2021 , mas foi armazenado quando a missão foi interrompida devido à invasão da Ucrânia pela Rússia.
“Estamos realizando esta campanha para confirmar nossa prontidão para Marte e para verificar se os paraquedas ainda estão funcionando conforme o esperado após o longo armazenamento”, explica Luca.
Os paraquedas são fabricados com tecido muito leve, com densidade de cerca de 40 gramas por metro quadrado — cerca de metade da densidade de uma folha de papel.
A experiência em paraquedas eleva a Europa
Embora a telemetria tenha sido entregue em tempo real durante a queda, a equipe da Vorticity agora analisará os dados junto com imagens de vídeo de alta velocidade para avaliar o perfil de desaceleração e os modelos de inflação.
“Testar na Terra tem a vantagem de podermos obter muito mais dados e recuperar os paraquedas para inspeção após o teste”, diz John.
A maior parte do sistema de paraquedas foi projetada e construída na Europa, incluindo componentes da Holanda (os morteiros de lançamento), Itália (paraquedas) e República Tcheca (o contêiner de paraquedas). A Thales Alenia Space, na França, supervisionou a campanha de testes como responsável pelo sistema de montagem dos paraquedas.
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Em outubro de 2014, ingressou no projeto S'Cool Ground Observation, que integra o Projeto CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy System) administrado pela NASA. Posteriormente, em setembro de 2016, passou a participar do The Globe Program / NASA Globe Cloud, um programa mundial de ciência e educação com foco no monitoramento do clima terrestre.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Livraria> https://www.orionbook.com.br/
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