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Curiosity: o hardware e o software por trás do robozinho que pousou em Marte

Por Pedro Cipoli RSS | 07.08.2012 às 16h42

Curiosity Marte

Neste último final de semana o Mars Science Laboratory (MSL) Curiosity abriu uma nova era na exploração espacial que pode ser o início da colonização de Marte, aterrissando com sucesso em sua superfície. Nos próximos dias teremos mais e mais detalhes sobre a exploração do planeta vermelho com fotos tiradas diretamente do local. Mas, qual é a tecnologia empregada para permitir tamanha façanha? Hardware, software, sistemas de comunicação... O que é preciso para viajar milhões de quilômetros? É o que veremos agora.

Curiosity em tamanho real

Hardware

O equipamento utilizado pela Agência Espacial Americana é controlado por uma RAD750, um computador de uma placa só (ao estilo Raspberry Pi) desenvolvido pela BAE e utilizado há mais de 10 anos em naves espaciais. No caso do projeto MSL o processador utilizado é um PowerPC 750 (conhecido também como Power G3 no mundo dos Macs) que roda a aproximadamente 200 MHz, 256 MB de memória RAM e 2 GB em armazenamento Flash.

BAE 750, computador que equipa a Curiosity

Pode parecer uma configuração fraca se comparada às que estamos acostumados a ver em computadores do dia a dia, mas o objetivo da RAD750 é somente armazenar dados científicos e vídeos antes de enviá-los para a Terra, resistindo a temperaturas que variam de -55 ºC até 70 ºC e a altíssimos níveis de radiação. Uma segunda RAD750 entra automaticamente em funcionamento caso a primeira apresente alguma problema.

Software

Para controlar a RAD750 é necessário um sistema operacional. Qual foi o escolhido pela NASA? Windows? Ubuntu Linux? Mac OS X? Nenhuma da anteriores, pois além das claras limitações impostas pelo hardware a Agência precisa utilizar um sistema que, além de leve e confiável, precisa ter cada aspecto de seu funcionamento conhecido para evitar falhas (já imaginou uma tela azul da morte em Marte?).

Por esse motivo escolheram o VxWorks, um sistema desenvolvido pela Wind River Systems e que possui nada menos do que 27 anos de ajustes e testes - é um contemporâneo do MS-DOS 3.0. Por que utilizam esse sistema? É simples, maduro e confiável, capaz de lidar com tarefas críticas e sem margens de erro como os famosos "7 minutos de terror", tempo necessário para entrar em Marte, descer até o solo e pousar com segurança.

Instrumentação

O hardware e software utilizados servem para controlar o MSL Curiosity, veículo que é praticamente um laboratório sobre rodas. Ele traz 17 câmeras de 2 megapixels onde a mais interessante delas é a MastCam, capaz de filmar em alta resolução (720p) com 10 fps e cores realistas. A primeira coisa que observamos no veículo é o Mars Hand Lens Imager (MAHLI), braço mecânico responsável por tirar fotos microscópicas do solo e de rochas abaixo da Curiosity.

O equipamento traz também a ChemCam, que vaporiza as rochas e o solo com um laser infravermelho para análise com os espectroscópios, detectando níveis de água e hidrogênio, radiação e uma suite de instrumentação para análise detalhada das amostras escavadas.

Comunicação

Um dos aspectos mais legais do Curiosity é que ele pode ser controlado daqui - são mais de 400 milhões de quilômetros de distância que separam Marte do nosso querido planeta Terra, o que requer uma enorme quantidade de energia para transmitir os sinais. Para isso, foi utilizado no veículo um gerador termoelétrico radioisótopo baseado em plutônio capaz de fornecer 125 Watts de energia elétrica para todos os sensores e motores. O resto dos 2000 Watts gerados servem para manter a temperatura ideal de funcionamento de todas as peças.

Para se comunicar com o Curiosity diretamente do Earth's Deep Space Network (DSN) são enviados sinais de uma antena na banda X (8 GHz) ou transmissor UHF (300 MHz - 3 GHz) para retransmitir o sinal do Mars Odyssey and Mars Reconnaissance Orbiter que está a centenas de quilômetros da Curiosity, que é equipada com um link de 6 Mbps na banda X, sendo essa segunda opção a que será mais utilizada para transmitir os terabytes de dados coletados de volta para a Terra.

Nos próximos dias

Embora seja quase certo que a Curiosity fez um pouso perfeito na superfície de Marte, a NASA vai usar os próximos dias para confirmar isso e não dar margem para erros. Uma vez confirmado, o braço mecânico, câmeras e antenas de transmissão de dados serão ativadas e imagens panorâmicas do planeta vermelho serão captadas com a MastCam.

O Mars Reconnaissance Orbiter é equipado com uma HiRISE, câmera que possui nada menos que 800 megapixels e gera fotos de 2 gigabytes. Ele enviará uma foto da descida ao planeta e pouso da Curiosity nos próximos dias para análise, e em poucos dias, se tudo der certo, a veremos passear pela superfície do planeta a 90 metros por hora.

O site ExtremeTech fez uma previsão bastante interessante: daqui a alguns anos, talvez possamos ver o longa "Curiosity: O Filme" em um cinema próximo.

Confira abaixo fotos tiradas pela Curiosity após o seu pouso no planeta vermelho:

            Foto da exploração Curiosity 05                        Foto da exploração Curiosity 04

Foto da exploração Curiosity 03

Foto da exploração Curiosity 02

Foto da exploração Curiosity 01

 

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