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Perseverance lançada com sucesso para Marte (y otras cositas mas)

A Perseverance foi lançada com sucesso (com direito a susto) e é mais uma de várias missões que a Humanidade lançou em 2020 para Marte. Leia e conheça-as

14 semanas atrás

30 de Julho de 2020 a sonda Perseverance decolou da Flórida rumo a Marte, quase tudo deu certo mas pra quem gosta de emoção, teve emoção. Foi o terceiro lançamento aproveitando a janela periódica entre Marte e Terra.

Neste artigo vamos saber mais sobre a Perseverance, sua missão, a diferença dela para a Curiosity, além de conhecermos as missões da China e dos Emirados Árabes.

1 – Como foi o Lançamento?

Foi excelente, como esperado. O Atlas V tem um histórico de segurança excelente. Desde 2002 foram 83 lançamentos, todos bem-sucedidos, com apenas duas anomalias. Uma em 2007, quando um segundo estágio Centaur ficou sem combustível 4 segundos antes do esperado, e o outro em 2016, quando o primeiro estágio se desligou 5 segundos antes. Em ambos os casos os satélites ou o segundo estágio foram capazes de compensar a falha.

O Atlas V decolou em uma de suas configurações mais poderosas, com quatro motores auxiliares de combustível sólido. Depois e entrar em órbita, o segundo estágio levando a sonda foi na banguela até um ponto sobre o Oceano Índico, quando acionou o motor pela segunda vez, por 7m38s, atingindo velocidade de escape, soltando-se das cruéis garras da gravidade terrestre e injetando-se em uma trajetória que interceptará Marte em 7 meses.

2 – Qual foi o problema?

Foi excesso de cautela. Depois que a Perseverance se separou do segundo estágio, a NASA apontou as antenas da Deep Space Network, mas ao invés da telemetria normal, ouviu uma sonda meio histérica gritando “HALP!” – A Perseverance havia entrado em Modo de Segurança.

Calma, o Bill Gates não tem nada a ver com isso, até porque o Modo de Segurança da NASA funciona.  É uma condição acionada em toda sonda ou robô espacial, quando algo sai da normalidade. Basicamente o computador de bordo tem uma capacidade limitada de lidar com situações não-planejadas, então se um motor de manobra não funciona corretamente, ou se um computador não consegue rebootar direito, ou se um sensor de temperatura sai dos limites estabelecidos, a nave toda entra em modo de segurança.

Ela imediatamente cancela todas as tarefas não-essenciais, reduz a energia desses sistemas, e se concentra em posicionar suas antenas em direção à Terra, enviando um sinal pedindo instruções, junto com alguns parâmetros de telemetria básica. Ela espera então uma resposta.

Perseverance separando-se do Centaur, segundo estágio do Atlas V

Perseverance separando-se do Centaur, segundo estágio do Atlas V

A Perseverance entrou em Modo de Segurança depois que foi liberada do Centaur, por entrar na sombra da Terra e ter sua temperatura reduzida abaixo de um limite pré-estabelecido. O erro foi que o tempo durante o qual a sonda poderia ficar abaixo do limite mínimo de temperatura era muito pequeno na programação, e o Modo de Segurança foi ativado.

Ela saiu normalmente da Sombra, voltou a se aquecer ao Sol, e o comando pra entrar em modo normal foi enviado com sucesso.

3 – O que é essa janela de lançamento?

Mesmo no espaço o menor caminho entre dois pontos é uma linha reta, mas quando os dois pontos estão se movendo a dezenas de quilômetros por segundo em órbitas diferentes, só dá pra seguir em linha reta se você tiver motores mágicos como em The Expanse. O resto de nós tem que lançar as naves em uma órbita que intercepte o planeta de destino.

Esse lançamento não é quando Marte está mais próximo da Terra, se lançássemos nesse momento Marte continuaria em sua órbita e a pobre sonda ultrapassaria o planeta. Lançamos com Marte adiante da Terra, mas como a Terra é bem mais rápida, em sete meses Marte e a Sonda estão se encontrando, e se não for feita uma manobra de desaceleração, a sonda seguiria adiante deixando Marte para trás.

Em azul Terra, em verde Marte, em roxinho a sonda.

Essa janela de lançamento, o momento propício para minimizar o tempo de viagem ocorre a cada 26 meses, entre Terra e Marte.

4 – A Perseverance é gêmea da Curiosity?

Os dois robôs são bem parecidos, A Percy é baseada no mesmo chassis, mas ela tem várias modernizações, com base no que aprendemos com a missão da Curiosity. A mais evidente, que ajudou a aumentar a massa total do robô de 900Kg para 2025Kg, foram as rodas, que estão ligeiramente maiores, mais grossas e mais resistentes, para evitar o desgaste sofrido pelo robô anterior.

Outra mudança: A Curiosity tem 17 câmeras, a Perseverance, 23. E câmeras do mal. A Curiosity tinha duas câmeras estereográficas de 2Megapixels, 1600 x 1200. A Perseverance ganhou um upgrade para duas de 20 Megapixels, com resolução de 5120 x 3840 pixels.

Ela também será capaz de fazer filmes em alta resolução, ao contrário dos 720p 10fps da Curiosity, capacidade essa que sequer foi usada. As câmeras E os dois microfones filmarão a descida da Perseverance, de vários ângulos incluindo a abertura do paraquedas.

5 – E a Ciência?

Além de todas as câmeras, a Perseverance está levando o MOXIE um equipamento para testar a produção de Oxigênio através da decomposição do CO2 da atmosfera marciana.

Também há um radar de penetração (ui!) que investigará o subsolo marciano, e é capaz de detecta gelo ou salmoura a 10 metros de profundidade.

Há instrumentos para estudar clima, raios cósmicos, mineralogia e um conjunto que vai procurar por bioassinaturas, além de um laser para pulverizar coisas à distância, e uma furadeira com brocas intercambiáveis, para perfurar rochas e recolher amostras.

Essa parte é outro avanço; um carrossel permitirá que a Perseverance recolha amostras do solo marciano e as guarde em cilindros metálicos, que serão deixados em um local determinado para futuramente serem trazidos para a Terra, em outra missão.

6 – O que não mudou?

Em uma ode à programação eficiente, a Perseverance usa o mesmo processador RAD750 da BAE Systems que a Curiosity. É uma plataforma de arquitetura Power PC, rodando a 200Mhz, com 256MB de RAM. A diferença é que a Curiosity tinha 2GB de memória FLASH, a Percy tem 4GB.

Esse chip parece jurássico pelos padrões atuais, e é, mas cada chip desses custa US$300 mil por um motivo: São especialmente projetados para resistir ao constante bombardeio de raios cósmicos, sobrevivendo a doses de radiação que torrariam qualquer Pentium da vida. Curiosamente um chip ordens de magnitude mais poderoso está equipamento um experimento auxiliar da Perseverance, o...

7 – Mini-helicóptero Ingenuity

Se tudo der certo pela primeira vez a Humanidade irá levantar voo da superfície de outro planeta.

O Ingenuity vai testar a capacidade autônoma de um mini-drone, em um mundo com gravidade diferente, sem campo magnético, sem bússolas, sem GPS e com 1% da pressão atmosférica terrestre.

Ele deverá fazer vários voos de 3 minutos, até uma altitude de 10 metros. Dada a atmosfera fina, cada hélice tem 1.2 metros de comprimento. As baterias são recarregadas por uma placa solar, o processador é um Snapdragon, e o sistema operacional é... Linux.

8 – Quando ela chega?

A menos que algo muito sério tire Marte do lugar, a Perseverance deve pousar dia 18 de Fevereiro de 2021. A missão deve durar dois anos terrestres, mas absolutamente ninguém acredita nisso, visto que a Curiosity deveria durar 687 dias e já está em 2915, com tudo funcionando. O MMRTG, o gerador térmico de Plutônico que produz energia para o robô tem uma vida projetada de 14 anos.

9 – Quem mais chega junto?

A janela de 2020 não foi muito aproveitada pelos EUA, mas outros países não ficaram parados. Um deles os Emirados Árabes. Mais que uma questão de orgulho nacional, o país vem investindo faz tempo em ciência e tecnologia, se preparando para abandonar a economia baseada no petróleo. Hoje 64% do PIB deles não vem de óleo ou gás.

O programa espacial deles (que obviamente é melhor que o nosso) já lançou satélites e construiu observatórios, e resolveram pular a Lua, indo direto pra Marte.

Com auxílio de universidades estrangeiras, a sonda HOPE foi construída, e com isso um monte de engenheiros locais foram treinados. O equipamento resultante pesa 1350Kg, e irá estudar as estações do ano e variações da atmosfera,  ideia é ser o primeiro “satélite meteorológico marciano”.

A HOPE foi lançada do Japão em 19 de Julho de 2020, por um foguete H-IIA da Mitsubishi. Está prevista para chegar em Marte em Fevereiro de 2021, e deve funcionar por pelo menos dois anos.

10 – Falta alguém?

Sim, a China. Dia 23 de Julho de 2020 um foguete Longa Marcha 5, o maior que eles têm colocou rumo a Marte a respeitosa quantidade de 5000Kg, da missão Tianwen-1.

Não é a primeira missão chinesa a Marte, mas eles fizeram a besteira de colar com os russos, que são historicamente zicados com o Planeta Vermelho, e em 2011 uma modesta sonda chinesa, a Yinghuo-1 queimou na atmosfera terrestre junto com o resto da fracassada missão marciana russa Phobos-Grunt.

Dessa vez eles fizeram tudo sozinhos, e as cinco toneladas de carga útil englobam um satélite para orbitar Marte, uma sonda para ficar na superfície e um robozinho para explorar as redondezas.

Como tudo que envolve a China, o lançamento teve bastante drama, com nenhum canal oficial transmitindo, pessoas abrindo streamings via mídias sociais, o Governo derrubando, canais oficiais recebendo OK em cima da hora, e no final todo mundo viu o lançamento via um streaming tremido de celular na vertical.

A estimativa de chegada da Tianwen-1 é 11 de Fevereiro de 2021, que tem tudo para ser um mês altamente estressante pra nerds de espaço, que vamos roer até o osso dos dedos com todas essas tensas manobras de inserção orbital e pousos. Mas vai ser legal.

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