Explicado: O que torna o pouso do rover Perseverance da NASA em Marte difícil?

Normalmente, uma viagem a Marte, que fica a cerca de 480 milhões de quilômetros de distância, leva cerca de sete a oito meses. O Perseverance foi lançado em 30 de julho de 2020, durante a janela em que Marte e a Terra eram os mais próximos um do outro.

Perseverance rover usa sua broca para coletar uma amostra de rocha em Marte neste folheto de ilustração artística conceitual sem data. (NASA / JPL-Caltech / Folheto via Reuters)

Na quinta-feira, o rover Perseverance da NASA deve pousar na cratera de Jezero no Planeta Vermelho, após o qual irá retomar o trabalho em busca de sinais de vida passada.

O pouso é o mais curto, mas uma das fases mais significativas e também difíceis da missão. A NASA diz que, por ser difícil, apenas 40 por cento das missões já enviadas a Marte por agências espaciais em todo o mundo foram bem-sucedidas porque centenas de coisas tem que ir direto para a queda de roer as unhas.

Para contextualizar a dificuldade de lançar missões como esta, temos o exemplo da matemática pesquisadora Katherine Johnson. No filme de 2016 Figuras escondidas , Taraji P. Henson interpretou Johnson, que trabalhou para descobrir cálculos precisos que determinaram a trajetória da cápsula que lançaria John Glenn ao espaço em 1962.

Outras missões a Marte

Outra missão a Marte, a Al Amal (Esperança) dos Emirados Árabes Unidos - a primeira missão desse tipo no mundo árabe - entrou na órbita marciana na semana passada . No entanto, esta é uma missão orbital e não envolve pousar na superfície do planeta. Além dos Emirados Árabes Unidos, a China também lançou uma missão a Marte durante a janela de julho-agosto.

À luz de tais missões espaciais ambiciosas, alguns astrobiólogos expressaram preocupações sobre uma possível 'contaminação interplanetária'. Isso significa transportar micróbios baseados na Terra para outros corpos celestes e trazer micróbios extraterrestres de volta à Terra. O Comitê de Pesquisa Espacial (COSPAR) estabelece uma 'política de proteção planetária' que visa limitar o número de micróbios enviados a outros planetas, bem como garantir que a vida alienígena não cause estragos na Terra.

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Como uma espaçonave chega a Marte?

Normalmente, uma viagem a Marte, que fica a cerca de 480 milhões de quilômetros de distância, leva cerca de sete a oito meses. O Perseverance foi lançado em 30 de julho de 2020, durante a janela em que Marte e a Terra eram os mais próximos um do outro. Esta janela é importante porque os dois planetas orbitam ao redor do Sol em velocidades diferentes e a cada dois anos, os planetas estão em uma posição em que estão mais próximos um do outro. As agências espaciais procuram lançar suas espaçonaves durante esta janela, uma vez que a distância mais próxima significa menos combustível de foguete.

De acordo com um análise feita pela Purdue University , o custo do propelente de foguete sólido é estimado em US $ 5 por kg. No entanto, o rover Perseverance do tamanho de um carro está usando um sistema movido a energia nuclear. Em quase 30 anos, ele se tornará o primeiro rover a usar plutônio produzido internamente, criado por laboratórios nacionais nos Estados Unidos. O rover será movido por um gerador que converterá o calor gerado pela decomposição natural do plutônio-238 em eletricidade, o que manterá o rover e suas ferramentas funcionando assim que pousar em Marte.

Qual é o custo da missão Perseverança?

Estima-se que a NASA gaste US $ 2,7 bilhões na missão, que inclui o desenvolvimento da espaçonave, as operações de lançamento e os custos de manutenção das operações assim que pousar em Marte.

De acordo com The Planetary Society , o uso de plutônio-238 como combustível aumentou o custo da missão, uma vez que o material nuclear está vinculado a elevados regulamentos ambientais e de segurança. O custo total da missão é equivalente à quantidade de dinheiro que o Google ganha em seis dias, ou a quantidade de dinheiro que os americanos gastam com seus animais de estimação a cada 10 dias ou equivalente a 33 horas de funcionamento do Departamento de Defesa dos EUA, diz a sociedade.

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Por que pousar em Marte é difícil?

Entrada, descida e pouso (EDL), é como é chamada a fase mais intensa da missão Marte 2020. Para o rover Perseverance pousar com sucesso em Marte, várias coisas precisam dar certo. A fase EDL começa quando o rover alcançará o topo da atmosfera marciana viajando a uma velocidade de 20.000 km por hora. O desafio aqui para o rover é diminuir sua velocidade de aproximadamente 20.000 km por hora para zero e ao mesmo tempo pousar em uma superfície estreita na cratera.

A fase de EDL, diz a NASA, terminará em sete minutos, quando o rover estará estacionário na superfície do planeta. Depois disso, os freios precisam ser aplicados de forma muito cuidadosa, criativa e desafiadora.

Dez minutos antes de entrar na atmosfera, o rover perderá seu estágio de cruzeiro, que consiste nos painéis solares, rádios e tanques de combustível que são usados ​​durante o vôo. Apenas o aeroshell protetor, que consiste no rover e no estágio de descida, fará a viagem para a superfície do planeta. Agora, como a nave espacial entra na superfície marciana , será desacelerado pelo arrasto, que é quando o atrito da atmosfera de um planeta funciona contra a superfície de uma espaçonave, diminuindo a velocidade e diminuindo sua altitude orbital.

Enquanto o arrasto desacelera a espaçonave, também a aquece e o pico de aquecimento ocorre cerca de 80 segundos depois que o rover entra na atmosfera. Mas isso não afeta o rover, que está dentro do aeroshell em temperatura ambiente.

Enquanto está descendo pela atmosfera, a espaçonave precisará disparar pequenos propulsores para permanecer no curso, uma vez que pode ser desviado do curso por causa de pequenos bolsões de ar com densidades variáveis. Posteriormente, o escudo térmico reduzirá a velocidade da espaçonave para cerca de 1.600 km por hora, momento em que (cerca de 240 segundos após a entrada) o pára-quedas supersônico será lançado.

Vinte segundos após o paraquedas ser lançado, o escudo térmico se separa e o rover é exposto à atmosfera do planeta pela primeira vez. Nesse ponto, o pára-quedas está trabalhando para diminuir ainda mais a velocidade do veículo. Mas como a atmosfera de Marte é fina, o veículo ainda está viajando em direção à superfície a uma velocidade de 320 km por hora. Portanto, para um pouso seguro, o rover precisa abandonar o pára-quedas e fazer o resto da viagem com foguetes, parte da etapa de descida, cujos motores serão acionados quando o rover estiver cerca de 2.100 metros acima da superfície.

A velocidade final de descida do rover é de cerca de 2,7 km por hora, o que é mais lento do que um ser humano médio pode percorrer a pé em uma hora - cerca de 5 km. Neste estágio, com cerca de 12 segundos restantes para o toque na superfície a cerca de 20 metros acima da superfície, o rover é baixado sobre um conjunto de cabos. Conforme o rover sente que suas rodas tocaram o solo, ele corta os cabos, que então fazem sua aterrissagem independente e não controlada na superfície, em algum lugar longe do rover.

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Um foguete Atlas V da United Launch Alliance transportando o veículo Perseverance Rover Mars 2020 da NASA decola da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral em Cabo Canaveral, Flórida, EUA, 30 de julho de 2020. (NASA / Joel Kowsky / Folheto via Reuters)

O que o rover Perseverance fará em Marte?

O Perseverance passará um ano Marte (dois anos na Terra) no planeta, durante o qual explorará a região do local de pouso. A cratera de Jezero, onde vai pousar, já foi o local de um antigo delta de um rio (os cientistas sabem disso por causa das evidências coletadas durante missões orbitais e pousadas anteriores que apontam para condições úmidas no planeta bilhões de anos atrás).

Se Marte já abrigou uma atmosfera mais quente permitindo que a água fluísse em seu passado antigo (3,5-3,8 bilhões de anos atrás), e se existisse vida microbiana nele, é possível que exista em regiões especiais até hoje.

O rover carrega consigo sete instrumentos, que incluem um avançado sistema de câmeras com capacidade de zoom, um SuperCam, que é um instrumento que fará imagens e análises de composição química, e um espectrômetro. Um dos instrumentos mais interessantes a bordo do rover, entretanto, é chamado MOXIE, que produzirá oxigênio do dióxido de carbono atmosférico de Marte. Se este instrumento for bem-sucedido, os futuros astronautas (a partir de agora, nenhum ser humano manteve os pés em Marte) podem usá-lo para queimar combustível de foguete para retornar à Terra.

O rover também levará o Ingenuity, o primeiro helicóptero a voar em Marte. Isso ajudará a coletar amostras da superfície de locais onde o rover não pode alcançar. No geral, o rover é projetado para estudar sinais de vida antiga, coletar amostras que podem ser enviadas de volta à Terra durante missões futuras e testar novas tecnologias que podem beneficiar futuras missões robóticas e humanas ao planeta.

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