Baixe o app para aproveitar ainda mais
Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
Introdução! 3" O Pouso! 8" Cratera Jezero - O Local do Pouso! 13" O Rover Perseverance E Seu Pacote de Instrumentos! 16" 1 - Ingenuity - O Helicóptero Marciano! 16" 2 - Mastcam-Z! 20" 3 - A SuperCam! 21" 4 - SHERLOC E PIXL! 23" 5 - RIMFAX! 27" 6 - MEDA! 28" 7 - MOXIE! 30" O Retorno de Amostras Para a Terra! 32" A Missão! 39" O Veículo Lançador! 41" Payload Fairing (PLF) - A Coifa ou Carenagem do Foguete! 41" Centaur! 42" Booster! 42 2 Introdução O planeta Marte, desde a primeira vez que o ser humano olhou para o céu e viu aquele ponto vermelho ali, se destacando entre as estrelas, começou um fascínio e uma admiração por esse mundo que é raro de se ver com relação a outro corpo celeste. Séculos observando, estudando, entendendo, criando especulações, mitos, ideias, sobre como seria e o que poderia habitar esse mundo, Marte, o Planeta Vermelho, é talvez o objeto que mais tenha tido atenção dos astrônomos, escritores, roteiristas e de pessoas normais, como eu e você, em toda a história da astronomia.! Embora os astrônomos estudem Marte por séculos, foi só no último meio século que começamos a exploração espacial do planeta, enviando para lá uma série de sondas robóticas de todos os tipos, módulos orbitais, módulos de pousos e os famosos rovers, ou jipes robôs. Com isso foi possível explorar de perto Marte, e descobrir que diferente de um mundo repleto de ßorestas, o‡sis, sistemas de irrigaç‹o, como se imaginava nas primeiras observações, ele não passa de um mundo frio e árido. Mas junto com uma certa decepção, vieram surpresas. Aquele planeta ali, apresentava feições na sua superfície que eram muito parecidas com aquelas observadas na 3 Terra, como canais, leitos secos de rios, vulcões, cânions entre outras. Essas feiç›es logo despertaram um grande interesse em explorar cada vez mais a fundo os segredos que Marte poderia guardar, com relaç‹o a hist—ria dos planetas rochosos, do próprio Sistema Solar, e porque não da vida.! Nas décadas recentes, os cientistas descobriram dust devils, os redemoinhos de areia varrendo a superfície marciana, descobriram também reservat—rios de ‡gua na subsuperf’cie do planeta pr—ximo aos polos, descobriram evidências de que a ‡gua l’quida uma vez existiu na superf’cie desse mundo, hoje seco e frio, e que essa ‡gua formou lagos, rios, talvez, até mesmo oceanos e pode ter preservado a vida ali, se é que ela existiu.! A cada descoberta, Marte se torna mais e mais interessante, e é inevitável discutir, quando nós, seres humanos iremos pousar ali, para estudar de perto esse planeta, para analisar in loco tudo que ele tem a nos apresentar e de alguma forma sair do campo das evidências para o campo das certezas.! 4 Uma possível exploração humana em Marte não pode acontecer do dia para a noite. Por isso, primeiro foi preciso sobrevoar o planeta, depois aprendemos como entrar em —rbita de Marte, o passo seguinte foi tentar pousar no planeta, depois conseguir se locomover ali e agora tentar voar pela sua tênue atmosfera. Cada missão que foi enviada para Marte representou um avanço com relação a uma missão anterior, representou um passo a frente.! Descobrimos que ele é um mundo repleto de crateras, cânions, vulcões e outras feiç›es geol—gicas interessantes, depois mapeamos tudo isso, conclu’mos que a ‡gua pode ter existido ali na sua superf’cie, entendemos tambŽm, porque hoje a ‡gua n‹o est‡ mais l‡, foi poss’vel analisar suas rochas e descobrir que sim, no passado, Marte teve as condições para abrigar a vida, se teve essas condiç›es, chegou a hora do passo mais desaÞador de todos, encontrar os vest’gios dessa vida que possa ter existido em Marte.! 5 E para isso, a NASA, que sempre liderou e dominou a exploração marciana, preparou a missão Mars 2020 e o seu jipe robô, ou rover, Perseverance. É chegada a hora de tentar encontrar evidências dessa antiga vida em Marte e começar de forma deÞnitiva a preparar o caminho, para a exploraç‹o humana do Planeta Vermelho.! Depois que for lançado, o rover Perseverance ir‡ embarcar numa viagem de 7 meses até Marte, e no dia 18 de fevereiro de 2021 irá pousar na Cratera Jezero. Assim que pousar, o rover irá começar a trabalhar para cumprir os seus quatro principais objetivos.! Existem sobreposiç›es entre alguns objetivos do rover Perseverance em Marte com missões anteriores, porém, os instrumentos, e a capacidade dessa nova missão é bem melhor e maior, além disso, o Perseverance tem uma agenda œnica em Marte. O rover ir‡ procurar por sinais de vida antiga em Marte, para isso ele ir‡ procurar por evidências de antigos micr—bios, estudando as rochas que sabemos que podem ter preservado essas evidências de alguma forma, esse Ž considerado o principal objetivo da missão. A única missão até então que foi enviada para Marte, para procurar por vida, foi a miss‹o Viking, mas a tecnologia para isso na dŽcada de 1970 6 não era tão desenvolvida, e além disso, o nosso conhecimento do Planeta Vermelho era bem menor, foram necessários 40 anos, uma dezena de miss›es para estarmos preparados agora, para voltar l‡ e estabelecer como objetivo principal de uma missão a busca por vida. Outro objetivo único do rover Perseverance será pela primeira vez, coletar amostras do solo marciano e armazenar essas amostras para uma missão futura que irá resgatar as amostras e enviar para a Terra para serem estudadas a fundo. E por Þm, outra atividade inŽdita do Perseverance ser‡ começar a preparar o caminho para a exploração humana de Marte, para isso será testado um novo processo de pouso, que evita terreno muito acidentado reduzindo o risco de acidentes e também será testado um instrumento capaz de produzir oxigênio em Marte, processando o CO2 rico na atmosfera do planeta. Além desses objetivos únicos, o Perseverance ainda irá caracterizar a geologia e o clima marciano.! O rover Perseverance se parece muito com o Curiosity, usa basicamente o mesmo design. Isso n‹o Ž por preguiça dos engenheiros n‹o, isso Ž parte de um plano. A NASA est‡ usando para o Perseverance uma abordagem baseada no que j‡ deu certo no passado.! O Perseverance Ž cerca de 90% parecido com o Curiosity, e atŽ mesmo boa parte das partes do rover s‹o iguais. Essa abordagem Ž muito interessante, pois, usando o que deu certo numa missão como o Curiosity é possível economizar muito tempo e muito dinheiro no desenvolvimento e na execução de uma missão interplanetária.! 7 O Pouso Da mesma forma que o Curiosity, o sistema de pouso do Perseverance é constituído de um paraquedas, um veículo de descida e um chamado sky- crane, que no Þnal de todo o processo, desce cuidadosamente o rover no solo marciano, uma tecnologia que j‡ foi pensada tambŽm, para quando o ser humano pousar em Marte. Mas já aí no pouso, o Perseverance possui capacidades únicas que irão permitir que o pouso seja ainda mais preciso e mais seguro.! Se um rover como o Perseverance, pousar no local errado, que foi planejado depois de muitos anos, isso representa um atraso inestimável para a missão, por esse motivo o sistema de pouso em Marte deve ser o mais preciso e seguro poss’vel. O Perseverance ir‡ usar em Marte, a chamada estratŽgia Ranger Trigger, que ir‡ escolher de forma aut™noma o momento em que os paraquedas devem ser acionados. Nas missões anteriores, o paraquedas era acionado o quanto antes para garantir que o rover n‹o iria se chocar com o solo, mas usando o Range Trigger, instrumentos a bordo do 8 Perseverance irão determinar o momento exato que os paraquedas devem ser acionados para que o pouso seja perfeito.! Mas o acionamento dos paraquedas é somente uma primeira etapa de todo o processo de pouso em Marte. Depois disso, Ž preciso navegar pela atmosfera marciana para então tocar a superfície no ponto exato. Para isso, o Perseverance leva outra tecnologia, o chamado Terrain-Relative Navigation. Durante a descida, o rover ir‡ fazer imagens da superf’cie que eles est‡ sobrevoando, essas imagens ser‹o comparadas com os mapas de mais alta resolução já feitos de Marte e preparados pelo USGS para serem levados na miss‹o. Assim, o rover poder‡ comparar as duas imagens e evitar ‡reas potencialmente perigosas como taludes muito ’ngremes, grandes pedaços de rochas, bancos de areia entre outras. Esse tipo de tecnologia ser‡ muito œtil quando o ser humano foi enviado para Marte, principalmente para garantir a sua segurança.! 9 AlŽm de tudo isso, a sonda ir‡ tambŽm registrar em v’deo etapas da sua descida, como a liberaç‹o dos paraquedas, e tambŽm ir‡ gravar com microfones o som da atmosfera marciana. Depois, ao sincronizar o áudio com o vídeo será possível ter uma ideia muito boa do que realmente acontece nos chamados 7 minutos de terror, tempo que se gasta para frear o rover, que entra na atmosfera marciana a 21 mil km/h até que ele pare completamente no solo do planeta e mande para a Terra o sinal que está tudo ok com ele.! O Perseverance atingir‡ a atmosfera rarefeita de Marte, no dia 18 de fevereiro de 2021. Cerca de 10 minutos antes, o rover irá liberar o seu chamado est‡gio de cruzeiro, a parte da miss‹o que foi respons‡vel por transportar o rover na viagem entre a Terra e Marte.! O escudo de calor do rover que tem 4.5 metros de diâmetro irá começar ent‹o a trabalhar protegendo o Perseverance enquanto ele queima na atmosfera marciana. Enquanto a temperatura fora do escudo do calor atinge a casa dos 1100 graus Celsius, pequenos motores ir‹o ajustar o ‰ngulo da trajetória do veículo, permitindo um controle de inclinação e começando o processo de navegaç‹o atŽ o local de pouso.! 10 Cerca de 4 minutos depois de entrar na atmosfera de Marte, a nave irá liberar o seu paraquedas supersônico de 21.5 metros de diâmetro a uma altitude de aproximadamente 11 km. O paraquedas do Perseverance é mais forte do que o do Curiosit, e a miss‹o Mars 2020 ir‡ empregar uma nova tŽcnica de liberaç‹o dos paraquedas que Ž a Range Trigger.! Vinte segundos depois do paraquedas ser liberado, o escudo de calor na parte inferior da nave também será liberado, permitindo que o radar de guiagem e as c‰meras comecem a rastrear a superf’cie marciana.! A atmosfera de Marte Ž muito mais Þna que a da Terra, ent‹o um paraquedas s— n‹o Ž capaz de diminuir a velocidade do rover o suÞciente para que ele pouse com segurança em Marte. Assim o rover ir‡ liberar o seu est‡gio de descida e um paraquedas, quando estiver a 2.1 quil™metros acima da superf’cie marciana. Oito motores funcionar‹o como retrofoguetes e com isso a velocidade do rover será reduzida de 306 km/h até perto de zero, quando o rover estiver a apenas 20 metros acima da superfície marciana.! Durante essa fase, um avançado software de guiagem carregado no computador de voo do rover começa a procurar o melhor lugar para realizar 11 o pouso. Essa nova capacidade Ž o Terrain Relative Navigation, ele foi desenvolvido com o que se aprendeu com o pouso do Curiosity em 2012 e será usado pela primeira vez em Marte.! Escolhido o lugar seguro, o Sky carne começa ent‹o a descer o rover no solo marciano, a mesma técnica que foi usada para pousar o Curiosity. Assim que o rover tocar o solo marciano, os cabos de aço serão cortados e o Sky carne ir‡ voar para uma dist‰ncia segura e cair‡ no solo marciano.! Lembrando que tudo isso acontecerá a milhões de quilômetros da Terra e só saberemos disso por telemetria que levar‡ uns 20 minutos para chegar atŽ nós, ou seja, o que estivemos recebendo aqui aconteceu em Marte a 20 minutos atrás.! 12 Cratera Jezero - O Local do Pouso Tudo isso irá acontecer sobre um local muito especial em Marte. Depois de 60 opções iniciais que foram consideradas pelos cientistas da missão, eles escolheram como local de pouso do rover Perseverance, a Cratera Jezero em Marte. A cratera foi escolhida por ser atrobiologicamente relevante.! A cratera tem cerca de 49 km de largura Ž um antigo lago marciano e possui um sistema de delta impressionante e está localizada na bordo oeste de uma gigantesca bacia de impacto conhecida como Isidis Planitia, perto do equador marciano. Dentro da Cratera Jezero, os pesquisadores identiÞcaram muitos locais com minerais argilosos, com carbonatos e com s’lica hidratada, todos esses s‹o de grande interesse, pois têm o grande potencial de preservar assinaturas de vida antiga.! Uma das coisas fantásticas da Cratera Jezero é que ela não foi apenas um lago, mas no lado nordeste da cratera existe um sistema de canal. Isso faz 13 da cratera ser, o que chamamos de um sistema aberto. Existiu no passado ‡gua ßuindo ali, entrando de um lado da cratera e saindo do outro lado, isso mostra que a cratera foi um sistema dinâmico e que sobreviveu com o passar do tempo. Tudo isso, indica também que ela foi um sistema bem estável e um ambiente habitável.! Certos minerais, como carbonatos foram cristalizados no mesmo tempo que a ‡gua l’quida existia perto da borda da Cratera Jezero, o que Ž uma situação perfeita para formar camadas microbianas. Os carbonatos podem ent‹o enterrar a espuma do lago, repleto de microorganismos, formando assim o que chamamos de estromatólitos, que é um tipo de rocha em camadas, com microorganismos. Os estromat—litos na verdade s‹o verdadeiros tapetes de micróbios fossilizados.! Outra coisa muito importante sobre a Cratera Jezero, é que na base do seu delta temos rochas argilosas concentradas e preservadas e esse tipo de 14 rocha pode concentrar matŽria org‰nica, as belas estruturas encontradas na Jezero mostra que podemos descobrir ali estruturas fossilizadas bem preservadas.! Mas se a Cratera Jezero é tão interessante assim, por que nenhuma outra missão pousou lá antes? Bem, a resposta está no fato de que nenhuma outra missão levava um sistema de pouso tão complexo quanto o do Perseverance, pousar nesse delta da Cratera Jezero n‹o Ž algo f‡cil de se fazer, existem muitos obstáculos e só com um sistema como os que o Perseverance está levando isso é possível de ser feito, ou seja, foi preciso esperar a tecnologia avançar a ponto de termos as condiç›es de descer com precis‹o e sem colocar em risco a miss‹o, um rover nessa regi‹o.! 15 O Rover Perseverance E Seu Pacote de Instrumentos 1 - Ingenuity - O Helicóptero Marciano Assim que pousar na Cratera Jezero, que ligar seus instrumentos e que tudo estiver normal com o rover, uma das primeiras tarefas do Perseverance será colocar o pequeno helic—ptero marciano, Ingenuity no sol. O Perseverance vai liberar o Ingenuity a partir de um compartimento localizado na parte inferior do rover e então irá se afastar aproximadamente 100 metros dele, para que ele possa voar pela primeira vez.! Os controladores na Terra programaram o helic—ptero para que ele execute uma série de voos de teste no decorrer de um período de 30 dias.! O Ingenuity ir‡ voar de forma aut™noma, ele Ž uma prova de tecnologia, assim como foi o rover Sojourner na miss‹o PathÞnder em 1997. A ideia Ž saber se Ž ou n‹o Ž poss’vel voar uma aeronave em Marte. O drone carrega 16 duas câmeras, e um sistema de telemetria que irá se comunicar com o rover. O Perseverance poder‡ fazer imagens do Ingenuity voando.! Pela primeira vez um helicóptero irá voar em outro planeta. No futuro, isso pode transformar a maneira como fazemos ciência em outros mundos do Sistema Solar, o helic—ptero poder‡ explorar locais perigosos para um rover, poder‡ mapear o caminho que o rover deve seguir e poder‡ acompanhar astronautas em missões pelo solo marciano.! A NASA aprovou a adição de um helicóptero na missão Mars 2020 em 2018. A atmosfera do planeta Marte, na sua superf’cie tem 1% da densidade da atmosfera terrestre, o que limita e muito a performance do Ingenuity que Ž uma nave movida a rotor.! O helic—ptero possui dois rotores que v‹o girar entre 2400 e 2900 rpm, cerca de 10 vezes mais r‡pido do que os rotores de helic—pteros giram aqui na Terra. O Ingenuity foi desenvolvido pelo JPL, com a assistência de uma empresa chamada AeroVironment Inc.. O Ingenuity Ž pequeno perto do Perseverance, ele tem 0.49 metros de altura, pesa 1.8 kg e suas hŽlices têm 1.2 metros de di‰metro, ele Ž alimentado por energia solar, captada por um pequeno painel na parte superior.! 17 Para quem não sabe, em 2012, meses depois do Curiosity ter pousado em Marte e j‡ ter cumprido parte de seu objetivo, identiÞcando que Marte teve condiç›es no passado de abrigar a vida, a NASA j‡ começou a pensar no novo grande rover para Marte. Nascia ali a miss‹o Mars 2020, que seria baseada no Curiosity mas com um conjunto inteiramente novo de instrumentos e com o objetivo espec’Þco de encontrar sinais de vida passada em Marte.! A NASA gastou 2.4 bilh›es de d—lares para desenhar, construir e preparar a missão Mars 2020 para o seu lançamento. Com o orçamento reservado para operar o rover durante a sua viagem atŽ Marte, e por cerca de 1 ano marciano, depois que ele pousar no Planeta Vermelho, o custo total da missão é de cerca de 2.7 bilhões de dólares.! O rover Perseverance pesa 1025 kg, tem 3 metros de comprimento, 2.7 metros de largura e 2.2 metros de altura.! 18 O Perseverance não é o primeiro rover enviado a Marte para procurar vida. Em 1975, a NASA enviou para a Marte o programa Viking, um par de sondas que consistia de um módulo de pouso (lander) e um módulo orbital (orbiter). Depois que os módulos pousaram em Marte, eles começaram os experimentos que foram desenhados para encontrar vida ativa no Planeta Vermelho.! E essa Ž a grande diferença entre o Perseverance e o Viking, o Perseverance está indo para Marte para encontrar sinais de vida passada, enquanto que a Viking foi enviada para encontrar sinais de vida ainda existente em Marte.! Para identiÞcar o sutis marcadores de vida passada, conhecidos como bioassinaturas, o Perseverance irá usar uma série de instrumentos que podem ser divididos em dois grupos principais, os instrumentos de sensoriamento remoto e os instrumentos de contato.! 19 2 - Mastcam-Z A Mastcam-Z é um instrumento de sensoriamento remoto que consiste num sistema de imageamento. Ë medida que o Perseverance se movimentar em Marte, ele usará a Mastcam-Z para poder navegar com segurança e localizar rochas com potencial de bioassinaturas.! A Mastcam-Z está localizada no mastro do Perseverance, a cerca de 2 metros acima da superfície, permitindo que o rover possa obter vistas de 360 graus da paisagem com seus dois olhos estetosc—pios com zoom. A Mastcam-Z est‡ equipada com uma sŽrie de Þltros, que v‹o fornecer imagens em cor verdadeira alŽm de poder fazer imagens no infravermelho e no ultravioleta. Isso faz com que a Mastcam-Z seja particularmente sens’vel ˆ rochas contendo ‡gua ou hidrogênio, pois, os diferentes tipos de rochas e minerais reßetem a luz de forma diferente nesses comprimentos de onda.! A Mastcam-Z tambŽm poder‡ fazer v’deos em alta deÞniç‹o. Do ponto de vista da engenharia, o v’deo pode ser usado para conÞrmar se todos os sistemas e demais instrumentos do Perseverance estão trabalhando de forma normal. E uma segunda raz‹o Ž que v’deo Ž algo legal. Os engenheiros pensam em fazer v’deos enquanto eles movimentam o rover e junto com os microfones ser‡ poss’vel gravar como Ž andar em Marte com um jipe robô.! 20 3 - A SuperCam A SuperCam irá compartilhar o local alto no mastro do Perseverance com a MastCam-Z. A SuperCam é como se fosse os olhos, o nariz e os ouvidos do Perseverance. Embora a MastCam-Z ir‡ fazer o trabalho de identiÞcar os locais promissores para investigaç‹o, a SuperCam servir‡ para caracterizar a qu’mica, a mineralogia, as propriedades f’sicas e as rochas aßoradas.! O funcionamento da SuperCam é baseado numa série de técnicas de espectroscopia que servem para investigar um determinado alvo ˆ dist‰ncia. Uma dessas tŽcnicas Ž a chamada espectroscopia de reßet‰ncia de infravermelho. Esse método é excepcionalmente poderoso, pois é uma tŽcnica passiva que usa somente a luz do Sol para distinguir entre argila, carbonatos, sulfatos, silicatos, fosfatos e outros minerais a uma grande distância. Como a visibilidade é boa em Marte, será possível fazer boa parte desse trabalho à distância.! A SuperCam tambŽm utiliza uma tŽcnica chamada de Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, ou LIBS, que usa um laser de 1064 nan™metros para estudar alvos do tamanho de uma caneta a uma distância de 7 metros. A ideia b‡sica do LIBS Ž você dar um tiro de laser na rocha e ent‹o você 21 consegue ver o espectro colorido do material que você atirou. Os primeiros tiros de laser, criam uma pequena onde de choque que remove a poeira da superfície da rocha, fornecendo assim uma visão clara do alvo. Depois de remover a poeira, tiros de laser adicionais vaporizam os pedaços de rochas, criando um plasma. Analisando as cores espec’Þcas da luz presente no plasma, a SuperCam pode ter uma ideia da composição química da rocha estudada.! 22 4 - SHERLOC E PIXL Uma vez que a Mastcam-Z e a SuperCam identiÞcam um alvo promissor, o rover então precisa ir até esse alvo para estudar ele de perto, e é nesse momento que entram em ação os instrumentos instalados no braço robótico do Perseverance. Esses instrumentos s‹o conhecidos como PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry) e o SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & chemiclas).! Mas nada Ž t‹o direto assim, antes do PIXL e do SHERLOC analisarem a rocha, o rover irá usar uma ferramenta quer irá limpar a rocha e deixar ela sem irregularidades, vai criar na rocha um alvo com 4 cent’metros de largura. ƒ a mesma coisa que se faz aqui na Terra, quando você vai preparar uma lâmina para ser observada no microscópio. Mas como essa ferramenta vai criar muita poeira, então o rover é equipado com outra ferramenta conhecida como Gaseous Dust Removal Tools, que irá atirar jatos de nitrogênio super limpo para tirar qualquer detrito do alvo criado. Depois de toda essa preparação, aí sim a rocha está pronta para ser analisada pelo PIXL e pelo SHERLOC.! 23 O PIXL tem um espectr™metro de ßuorescência de raios-X que ir‡ revelar os elementos espec’Þcos que est‹o no interior da rocha. A ßuorescência de raios-X Ž uma tŽcnica que Ž considerada como sendo a melhor para medir química das rochas.! O PIXL ir‡ usar um feixe de raios-X da largura de um Þo de cabelo para escanear uma ‡rea do tamanho de um selo de cartas. Isso permitir‡ que os pesquisadores possam criar um mapa altamente detalhado de toda a área alvo, mostrando onde mais de 25 elementos responsáveis pela vida estão concentrados, e medir esses elementos numa escala de dezenas de partes por milhão.! Junto com o PIXL na torre de instrumentos localizada na ponta do braço rob—tico do Perseverance est‡ o SHERLOC, uma ferramenta de laser que ir‡ escanear as rochas, mas usar‡ para isso um feixe ultravioleta da largura de um Þo de cabelo tambŽm. Diferente do PIXL, o SHERLOC ir‡ estudar a composição molecular das rochas usando múltiplos métodos espectrosc—picos. Isso permitir‡ que os pesquisadores possam mapear o local espec’Þco onde est‹o os minerais e a matŽria org‰nica que normalmente estão associados com a vida.! 24 O SHERLOC Ž sens’vel a qualquer mineral ou mineralogia, ou qu’mica que foi criada em um ambiente aquoso. Desse modo, todas os tipos de rochas associadas com a ‡gua l’quida como Þlosilicatos, argilas, gesso, ser‹o estudadas pelo SHERLOC. Como os cientistas sabem como esses minerais se formaram, o SHERLOC pode ajudar a rebobinar o rel—gio e entender os diferentes tipos de ambientes que estiveram presentes na Cratera Jezero a bilhões de anos atrás.! Mas o que seria do SHERLOC sem o WATSON, n‹o Ž mesmo? E por isso o Perseverance est‡ levando o Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering, ou WATSON. Esses subsistema do SHERLOC ir‡ fazer imagens visuais dos alvos para fornecer mais contexto ao estar‡ sendo estudado no detalhe, o WATSON ir‡ fazer um trabalho complementar aos mapas do PIXL e aos mapas moleculares do SHERLOC.! 25 Mas essas não são as únicas ferramentas do Perseverance. O rover também leva equipamentos para pesquisar a geologia e a habitabilidade antiga de Marte, de modo que tudo possa auxiliar na busca por antigas bioassinaturas.! 26 5 - RIMFAX Depois da Mastcam-Z e da SuperCam olharem a paisagem ao redor em busca de feiç›es not‡veis para serem pesquisadas e antes do PIXL e do SHERLOC entrarem em campo para fazer o seu trabalho, o Perseverance ir‡ liberar o seu instrumento chamado de RIMFAX (Radar Imagem for MarsÕsubsurFAce experimento), o primeiro GRP, ou Ground Penetrating Radar que irá operar na superfície marciana.! O instrumento pioneiro em Marte irá revelar feições enterradas na subsuperf’cie, com antigos ßuxos de lava, dunas de areia, o que ajudar‡ os pesquisadores a ter uma ideia mais compreensiva da habitabilidade antiga do planeta, ajudando na busca pelos antigos sinais de vida. Graças a habilidade do RIMFAX de detectar ‡gua, gelo e salmoura submersa atŽ 10 metros de profundidade, os cientistas poderão apontar locais ricos em recursos naturais que podem um dia serem explorados pelo ser humano.! Com todas essas ferramentas à disposição, o Perseverance está bem equipado para procurar por evidências de vida antiga em Marte, muito melhor equipado do que qualquer outro rover da história.! 27 6 - MEDA Uma outra parte de objetivos da missão do rover Perseverance consiste em preparar o caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho. Apesar do foco recente da NASA estar voltado para o Programa Artemis e o retorno do homem na Lua dentro de uma década, o Perseverance já vai começar o seu trabalho para que no futuro o ser humano possa ser enviado para Marte. E para esse preparativo o rover Perseverance está levando dois instrumentos essenciais.! Uma coisa que é parte do nosso dia-a-dia aqui na Terra e que teremos que adotar em Marte também é a previsão do tempo. Para isso o Perseverance leva o MEDA (Mars Environmental Dynamic Analyzer), que nada mais é que uma estaç‹o meteorol—gica completa que vai atuar em outro planeta.! 28 O MEDA foi desenhado para funcionar uma vez por hora durante toda a missão do Perseverance em Marte, ele irá registrar dados de seis fatores meteorol—gicos importantes: pressão atmosférica, umidade relativa do ar, velocidade e direção do vento, e a temperatura do ar e do solo. Além disso, o MEDA irá monitorar a poeira na atmosfera marciana, bem como os níveis de radiação ambiental. Ao coletar esses dados, o MEDA irá ajudar a preparar o caminho para a exploração humana, fornecendo relatórios climáticos diários e informações sobre a radiação e os padrões de vento em Marte.! O SHERLOC alŽm de procurar por vida antiga em Marte tambŽm ter‡ um papel importante na preparação de uma missão tripulada para Marte. Como muitos instrumentos do rover, o Sherloc precisa ser calibrado, e ele fará isso usando um alvo instalado no rover. Nesse alvo, além de materiais mineral—gicos, existem tambŽm amostras de tecidos que devem ser usados no futuro para fazer o traje espacial dos astronautas que vão caminhar em Marte, como Teßon. Um pedaço de um meteorito marciano coletado na Terra, também está sendo enviado nesse alvo de modo que será possível comparar a radiação na Terra e em Marte.! Cada detalhe no Perseverance tem uma razão, tudo ali foi pensado. É importante saber como a radiaç‹o agiria sobre poss’veis materiais de trajes espaciais, ent‹o surgiu a ideia de colocar um pedaço do Teßon nesse alvo de calibração.! Com os pedaços de Teßon expostos ˆ radiaç‹o marciana todo o tempo ser‡ poss’vel entender como um traje espacial ir‡ se degradar com o tempo.! 29 7 - MOXIE Outro instrumento que terá o papel de preparar o caminho para a exploraç‹o humana de Marte Ž o MOXIE (Mars Oxigen In-Situ Resource Utilization Experiment), um dos primeiros experimentos desenhados para testar a produç‹o em outro planeta de algo que n—s precisamos para sobreviver, o oxigênio.! Em algum momento no passado j‡ se pensou em retirar o oxigênio da ‡gua congelada nas calotas polares de Marte. Mas os pesquisadores, pensaram no seguinte, por que n‹o podemos fazer como as ‡rvores? Ou seja, retirar oxigênio do ar, no caso de Marte, retirar o oxigênio do di—xido de carbono, CO2, abundante na atmosfera marciana.! O MOXIE ir‡ usar a eletricidade para quebrar as molŽculas de di—xido de carbono, que consiste 96% da atmosfera marciana, em mon—xido de carbono e oxigênio. Contudo, o MOXIE precisa para n‹o levar o processo baseado na eletrólise muito além, o que derrubaria átomos de carbono 30 isolados das moléculas de mon—xido de carbono. O perigo disso é que esse carbono é muito complicado de lidar. Na verdade, o carbono é como você destrói esses sistemas, pois ele se acumula e eles param de funcionar.! Mesmo que o MOXIE consiga evitar o excesso de carbono, ainda Ž uma prova de conceito que precisará ser muito ampliado, centenas de vezes, para que possa no futuro ser usada pelo ser humano. Quando estiver em execuç‹o, o que provavelmente acontecer‡, uma vez por mês, o MOXIE ir‡ produzir 10 gramas de oxigênio por hora, mas provavelmente estar‡ mais pr—ximo de 6g. S— para você saber, o ser humano precisa normalmente de 20g por hora para poder respirar. Mas o oxigênio respir‡vel Ž apenas uma pequena parte de uma grande batalha.! Para você lançar uma tripulação de 4 a 6 astronautas da superfície marciana, serão necessários cerca de 7 toneladas de combustível de foguete, e 27 toneladas de oxigênio de propelente. Para que se possa atingir essa cota, uma vers‹o escalonada do MOXIE dever‡ produzir cerca de 2 a 3 kg de oxigênio por hora, com um MOXIE trabalhando 24 horas por dia, sete dias por semana.! AlŽm de criar oxigênio respir‡vel e propelente de foguete, outro aspecto intrigante do MOXIE Ž que ele poder‡ ajudar os pesquisadores a aprender como esse processo eletroquímico irá funcionar em outro planeta. Se um dia o ser humano puder ter acesso ˆ ‡gua armazenada nas calotas polares de Marte, os cientistas podem usar a tecnologia desenvolvida no MOXIE para criar produtos mais complexos. Uma vez que você tem ‡gua, você tem acesso à eletroquímica, então você pode começar a fazer de tudo, desde paraÞna atŽ cerveja.! 31 O Retorno de Amostras Para a Terra J‡ vimos que o Perseverance vai procurar por vida antiga, vai caracterizar a geologia e o clima marciano, mas n‹o para por a’. O Perseverance ser‡ o início de uma das missões interplanetárias mais ousadas já pensadas até hoje, a missão que irá trazer amostras do solo marciano para a Terra.! Depois de analisar os locais favoráveis com instrumento a bordo do rover, o Perseverance usará uma furadeira rotativa e percussiva para coletar amostras de rocha do solo marciano para que os cientistas em Terra possam estudar melhor num futuro próximo. Mas antes do rover começar a perfurar, o Perseverance ir‡ pegar um dos 43 tubos de tit‰nio que est‹o guardados em seu corpo e ir‡ inserir um desses tubos na furadeira. A aç‹o irá forçar que uma amostra cilíndrica, preencha o tubo. Então, a amostra ser‡ imageada, por uma c‰mera interna e ser‡ selada, e posteriormente guardada no corpo do rover atŽ que esteja pronta para ser colocada na superfície de Marte.! O Perseverance também levará cinco tubos de ensaio que conterão amostras de rocha, eles serão expostos ao ambiente ao redor do local de coleta para capturar os contaminantes do rover, ou do sistema de propulsão 32 que pode de alguma forma poluir as amostras. Ë medida que a miss‹o for avançando, o rover ir‡ depositar grupos de tubos de amostras selados na superfície marciana. E ali eles irão esperar pacientemente por uma missão em 2026 que deve ir a Marte recolher as amostras no solo e enviar de volta para a Terra.! Embora o local espec’Þco onde a miss‹o de retorno ter‡ que pousar para recuperar as amostras ainda n‹o seja deÞnido, a ideia b‡sica para essa missão já existe, será um missão completa, composta por um módulo orbital, um módulo de pouso e um rover, o rover irá coletar as amostras, levar atŽ o lander que ter‡ um pequeno foguete, esse foguete levar‡ as 33 amostras até a órbita de Marte, ela então será colocada no módulo orbital e o módulo orbital enviará as amostras para a Terra.! A NASA ent‹o ir‡ resgatar as amostras e distribuir por laborat—rios no mundo todo, onde as amostras ser‹o estudadas com os mais soÞsticados instrumentos existentes no nosso planeta. E nessas amostras podem estar os sinais de vida antiga em Marte. A ideia de estudar amostras recolhidas em outros objetos vem desde o Programa Apollo, e com todo o aprendizado desse antigo programa, os pesquisadores est‹o certos que ter‹o muito o que aprender com as amostras marcianas.! 34 A ideia inicial é que a missão de retorno de amostras seja enviada para Marte na janela de 2026, e será uma missão realizada em parceria entre a NASA e a ESA, mas as amostras só devem retornar para a Terra por volta de 2031 para então serem analisadas.! O rover Perseverance segue tudo que a NASA aprendeu desde o primeiro pequeno rob™ que andou em solo marciano. Isso aconteceu em 1997, quando o rob™ com 10.6 kg e chamado de Sojourner, desceu do m—dulo de pouso PathÞnder e caminhou pelo Ares Vallis de Marte em 4 de julho de 1997.! Uma curiosidade sobre esse fato, o mundo quase parou para ver isso acontecer. A internet ainda engatinhava, mas mesmo assim a p‡gina do rover no site do JPL da NASA, bateu a incrível marca de 80 milhões de visualizações. Esse é um número impressionante até hoje. Só para você ter uma ideia, um ano antes, durante os Jogos Ol’mpicos de Atlanta o recorde do site nas olimpíadas foi de 18 milhões de visualizações.! Estava provado então que era possível andar em Marte com um robô e que isso também chamava a atenção do público. Então em janeiro de 2004, dois Rovers gêmeos, o Spirit e o Opportunity pousaram no Planeta Vermelho. 35 Eles tinham 185 kg e o pouso foi estranho, eles estavam protegidos por airbags e quicaram pela superf’cie marciana atŽ parar. O Spirit pousou na Cratera Gusev e o Opportunity pousou na Meridiani Planum. Ambos realizaram um trabalho extraordinário enviaram para a Terra centenas de milhares de imagens de alta resoluç‹o alŽm de imagens microsc—picas. O Spirit morreu em 2010, seis anos depois do seu pouso e o Opportunity morreu em 2018 depois que uma tempestade global cobriu todo o Planeta Vermelho.! Foram esse rovers que mostraram que Marte no passado poderia sim, ter sido habit‡vel, que teve ‡gua em abund‰ncia na sua superf’cie, lagos, rios, e atŽ mesmo mares, mas era preciso ter a conÞrmaç‹o dessa antiga habitabilidade do Planeta Vermelho, para podermos chegar onde estamos hoje.! Ent‹o em agosto de 2012, pousava na Cratera Gale, o rover Curiosity, um rob™ com 900 kg, que testou v‡rias tecnologias que o Perseverance ir‡ utilizar, principalmente a de pouso usando o sky-crane. O objetivo do 36 Curiosity, descobrir que Marte teve as condiç›es no passado para abrigar a vida, e em poucos meses de trabalho duro em solo marciano, ele conseguiu cumprir seu objetivo, descobriu que alŽm de ter tido ‡gua, essa ‡gua tinha um pH neutro, ou seja, era excelente para o desenvolvimento da vida, alŽm disso descobriu que a Cratera Gale, passou por períodos de inundação e seca e as marcas que isso deixou nas rochas indicaram que o clima marciano também era propício para a vida se desenvolver.! Com tudo isso, avançando de miss‹o para miss‹o, chegamos aqui, em 2020, onde estamos acompanhando o passo a passo de uma missão que vai para Marte para Þnalmente tentar encontrar vest’gios dessa vida que possa ter existido no passado marciano.! 37 O Perseverance irá dar os primeiros passos em várias áreas do conhecimento que podem num futuro pr—ximo mudar muitos paradigmas ainda existentes, além de preparar de maneira sólida o caminho para exploração humana em Marte e quem sabe num futuro distante para a sua colonização.! 38 A Missão ! A United Launch Alliance (ULA), ir‡ lançar o seu foguete Atlas V 541 para colocar o rover Perseverance da missão Mars 2020 em uma órbita hiperbólica de escape para começar a sua jornada de 7 meses até Marte. O lançamento acontecerá no Space Launch Complex-41 na Cape Canaveral Air Force Station, na Fl—rida.! A missão Mars 2020 com o seu rover Perseverance é parte do Mars Exploration Program, um esforço de longo prazo de exploraç‹o rob—tica do Planeta Vermelho. Uma equipe do Jet Propulsion Laboratory, construiu a sonda. O rover Perseverance ir‡ procurar por sinais de vida antiga em Marte e irá coletar amostras do solo marciano que poderão retornar para a Terra numa possível missão no futuro.! Mais especiÞcamente, o rover Perseverance ir‡ estudar a habitabilidade de Marte, procurar por sinais de vida microbiana passada, coletar e armazenar amostras do solo que poderão retornar para a Terra, e preparar tudo para um futura missão humana para Marte.! 39 O rover Perseverance ir‡ levar para Marte, 7 instrumentos prim‡rios: a MASTCAM-Z, o Mars Environmental Dynamics Anlyzer (MEDA), o Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE), o Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry (PIXL), o Radar Image for Mars Subsurface Experiment (RIMFAX), o Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence our Organics & Chemicals (SHERLOC) e a SuperCam. O Perseverance também levará um pequeno helic—ptero, Ingenuity, que é uma prova de tecnologia com o objetivo de testar o primeiro voo em Marte.! A Mars 2020 e o rover Perseverance est‹o preparados para chegar em Marte em fevereiro de 2021. A missão tem uma duração mínima de 1 ano marciano, ou cerca de 687 dias terrestres. A ULA e seus veículos lançaram cada uma das missões da NASA para Marte, e a Mars 2020 ir‡ continuar o legado iniciado desde as primeiras missões da NASA e do JPL para que possamos entender de forma crucial o Planeta Vermelho.! 40 O Veículo Lançador Payload Fairing (PLF) - A Coifa ou Carenagem do Foguete O rover Perseverance e todo o seu complexo que é composto pelo escudo de calor, pela nave de cruzeiro e pela concha protetora está encapsulado numa coifa de de 5 metros de di‰metro. A PLF de 5 metros é uma estrutura feita com núcleo ventilado de favo de alumínio e placas de graÞte-ep—xi. A bissetriz da PLF encapsula tanto o est‡gio Centaur como a sonda que vai para Marte. A altura do veículo com a coifa de 5 metros é de aproximadamente 60 metros.! 41 Centaur O segundo est‡gio Centaur tem 3 metros de diâmetro e 12.6 metros de comprimento. Seus tanques de propelentes são estabilizados à pressão e construídos com aço inoxidável resistente à corrosão. O Centauri Ž um ve’culo criogênico, abastecido com hidrogênio l’quido e oxigênio l’quido, alimentado por um motor RL10C-1, que produz 101.9 quilo-Newtons de empuxo. Os tanques criogênicos s‹o isolados com uma combinaç‹o de mantas purgadas de hélio, protetores contra radiação e um isolamento conhecido como Spray-on Foram Insulation, ou SOFI.! O Centaur Forward Adapter, ou CFA, fornece montagens estruturais para o sistema de aviônica, tolerante a falhas e interfaces estruturais e elétricas para a sonda.! Booster O booster principal tem 3.8 metros de diâmetro e 32.4 metros de comprimento. Os tanques do booster s‹o estruturalmente r’gidos e constru’dos com barris de alum’nio isogrid, domos de alum’nio e saias intertanques. A propulsão do booster é fornecida por um motor RD-180 que queima RP-1 (Rocket Propellant -1 ou querosene altamente puriÞcado) e oxigênio l’quido, fornecendo 3.83 mega-Newtons de empuxo ao n’vel do mar.! Quatro boosters laterais de combustível sólido fornecem a potência adicional necess‡ria para o lançamento, de 1.55 mega-Newtons de empuxo.! 42 O sistema de aviônica Centaur fornece a orientação, as funções de controle de voo e sequenciamento de veículo, durante as fases de voo do booster principal e do est‡gio Centaur.! O Atlas V é um dos foguetes mais poderosos do mundo na sua conÞguraç‹o 541 (5 metros de coifa, 1 motor no est‡gio Centaur e 4 boosters laterais de combustível sólido), fornecendo a performance ótima para diversos tipos de missão. Além de já ter levado para órbita, satélites meteorol—gicos e tambŽm 3 satŽlites de segurança nacional, um Atlas V 541 também foi o responsável por impulsionar o rover Curiosity da NASA na sua viagem de 10 meses atŽ a superf’cie marciana, entre 2011 e 2012.! O primeiro lançamento do Atlas V aconteceu em 26 de novembro de 2011, ela já fez 6 missões até o momento.! Ele Ž capaz de levar 8290 kg de carga para a —rbita GTO e 17410 kg de carga para a —rbita LEO. 43
Compartilhar