Como as tecnologias do rover Perseverance ajudarão futuros astronautas em Marte

Com a missão Mars 2020, a ser lançada na manhã desta quinta-feira (30), a NASA testará uma série de novas tecnologias que serão úteis não apenas para o sucesso da missão em si, mas para o futuro da exploração em Marte - incluindo o dia em que seres humanos pisarão por lá.

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Além dos instrumentos científicos a bordo do rover Perseverance, haverá também equipamentos com tecnologia de ponta, tais como proteção para uma entrada segura na atmosfera, os mecanismos que garantem um pouso preciso, uma estação meteorológica móvel e um novo método de produção de oxigênio a partir de dióxido de carbono.

Essas tecnologias foram pensadas especificamente para resistir aos desafios em Marte. Claro, essa não é a primeira vez que a NASA pousará um veículo por lá, mas a agência espacial já está se preparando para o dia em que astronautas serão enviados no Planeta Vermelho, algo que deve acontecer na década de 2030. Mas que desafios são esses, e como a NASA pretende superá-los?

Superando os desafios em Marte

Mesmo em uma atmosfera fina como a marciana, é necessária uma proteção especial para que o equipamento não queime com o atrito. A Perseverance é protegida por um escudo térmico, que terá de suportar temperaturas de mais de 1.480 graus Celsius, e uma concha traseira em forma de cone.

Quando o rover Curiosity pousou em Marte em 2012, os cientistas confirmaram que o escudo térmico da nave funcionava bem, mas também perceberam que o ambiente real e as previsões dos modelos computacionais diferiam ligeiramente. Os engenheiros desenvolveram então uma segunda versão da tecnologia, chamada Mars Entry, Descent, and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2).

Isso ajudará a observar uma gama mais ampla de condições do ambiente de entrada atmosférica, como mudanças na temperatura, impacto do vento na trajetória do veículo e aquecimento da proteção traseira. Afinal, ao enviar seres humanos, tudo deve ser perfeitamente calculado.

Os 28 sensores da tecnologia atual estão posicionados no escudo térmico e na traseira do veículo que pousará o Perseverance. Durante os sete minutos de entrada atmosférica, os sensores registrarão continuamente o calor e a pressão no veículo. Essas serão as primeiras medições que a NASA fará do calor experimentado pela parte traseira de proteção.

Não adianta nada passar intacto pela atmosfera se o pouso não for preciso e seguro. Por isso, a NASA caprichou no sistema de amartissagem (o equivalente de aterrissagem, para pouso em Marte) e criou o TRN, um novo subsistema que permite que o módulo de pouso decida por conta própria onde “pisar”. Ele fará isso tirando fotos da superfície enquanto estiver caindo de para-quedas.

Esse novo “piloto automático” terá consigo um mapa da área de pouso determinado pela NASA - a cratera Jezero. É uma região bastante ampla, então o sistema terá autonomia para decidir onde, dentro dessa área elíptica determinada pelo mapa, ele deverá amartissar. Isso será fundamental para evitar cair em cima de rochas ou fissuras.

O mapa foi criado a partir de fotos tiradas pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter. Para fotografar o terreno, o TRN usará uma câmera projetada para tirar uma foto em um décimo de segundo e capaz de obter em imagens nítidas, mesmo em descidas muito rápidas. O computador de alto desempenho a bordo processará as imagens rapidamente e usará algoritmos para comparar as fotos com os dados do mapa.

Assim, o equipamento poderá “mirar” a área de pouso mais segura apenas alguns segundos antes de tocar o chão. Caso o veículo estiver indo em direção a uma área perigosa, o TRN selecionará um local próximo livre de riscos, enviará essas informações ao computador de pouso da espaçonave, e uma trajetória será criada. A nave então poderá alterar o trajeto antes do pouso.

Outro equipamento importante é o Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), que ajudará a coletar os dados atmosféricos que representam riscos para a futura exploração humana. Com ele, os cientistas poderão entender melhor fenômenos estranhos e perigosos, como as gigantescas tempestades de areia, conhecidas como dust devil.

O MEDA é um conjunto de instrumentos criados em colaboração internacional. A NASA se encarregou de desenvolver a parte responsável pela poeira marciana, que contém elementos tóxicos para seres humanos. Os cientistas querem saber qual é o tamanho das partículas dessas poeiras, entre outros detalhes.

As medições do instrumento também fornecerão detalhes importantes sobre a luz ultravioleta (UV) do planeta, pois ela é filtrada por poeira e ozônio, presentes na atmosfera marciana.

Por fim, a NASA também tentará produzir oxigênio em Marte. Isso será feito com recursos locais, através do instrumento Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE). Se for possível produzir oxigênio a partir dos elementos da própria atmosfera marciana, os futuros astronautas poderão armazená-lo.

O MOXIE é a primeira demonstração desse tipo de tecnologia. Embora já tenha sido feito experimentos aqui na Terra para criar oxigênio a partir da poeira lunar, nada assim foi feito antes fora do nosso planeta.

Será um processo de três etapas. Primeiro, o MOXIE coleta dióxido de carbono da atmosfera, usando um compressor. Em seguida, ele separa a molécula em monóxido de carbono e oxigênio por meio de uma reação com um catalisador para acelerar a velocidade do processo. Então, uma corrente elétrica será aplicada a uma membrana quente e permeável e “puxará” os íons negativos de oxigênio para um lado, deixando para trás o monóxido de carbono.

Depois, o oxigênio puro será coletado, analisado e liberado de volta à atmosfera marciana, enquanto o monóxido de carbono é enviado para um escapamento, junto do dióxido de carbono que não for utilizado. Testar o MOXIE em Marte mostrará como a tecnologia funciona fora de um laboratório, depois de passar por todo o estresse de um lançamento e da viagem pelo espaço.

O objetivo principal dessa tecnologia é provar que é possível produzir propulsor de oxigênio líquido em Marte. Assim, os futuros astronautas poderão usá-lo em foguetes para voltar à Terra, evitando assim transportar o combustível até lá.

Esses e outros detalhes sobre as novas tecnologias da Mars 2020 foram apresentados em uma live da NASA, que você confere abaixo.

Fonte: NASA