O rover Curiosity de Marte é sedento de poder, narcoléptico e solitário - mas é exatamente o que é preciso para explorar o sistema solar como uma estrela do rock. Hoje o rover é um queridinho da mídia. Como qualquer celebridade humana, Curiosity faz frequentes selfies, tem um videoclipe e uma paródia no Twitter e foi imortalizada como uma estatueta de LEGO. O famoso robô até tem um passado conturbado.
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Em 2008, Curiosity - tecnicamente chamado de Mars Science Laboratory, ou MSL - estava sendo fortemente ridicularizado por atrasar o cronograma e ultrapassar o orçamento. A missão foi lançada originalmente para a NASA como uma nave espacial de US $ 1, 6 bilhão, e deveria ser lançada em 2009. Mas vários obstáculos técnicos fizeram com que o cronograma de lançamento caísse para 2011 e os custos subissem para US $ 2, 5 bilhões. De acordo com Rob Manning, engenheiro chefe da missão, os problemas do jovem Curiosity remontam à sua característica mais célebre: o sistema de aterrissagem do guindaste.
O guindaste do céu era como um jetpack que abaixava o rover para a superfície marciana em cordas. Foi apenas uma parte em uma fase da missão chamada entrada, descida e pouso (EDL). Para os engenheiros da NASA, a fase EDL também foi chamada de sete minutos de terror, porque uma vez iniciada, tudo era automatizado e não havia nada para a equipe fazer além de comer amendoim e cruzar os dedos.
O guindaste do céu era uma maneira completamente nova de aterrissar espaçonaves em Marte, desenvolvido para acomodar o rover Curiosity de uma tonelada. Por ser tão novo e porque pousar em Marte é sempre um desafio, projetar e solucionar problemas dos sistemas EDL tornou-se uma grande parte do projeto geral da missão, que ofuscou as necessidades do robô, diz Manning em seu novo livro Mars Rover. Curiosidade, publicado pela Smithsonian Books.
Curiosidade de Mars Rover: Uma conta interna do engenheiro-chefe da Curiosity
O relato em primeira mão dos desafios e tribulações da engenharia de uma das peças mais complexas da tecnologia espacial, o Mars Rover Curiosity, por seu engenheiro-chefe, Rob Manning.
Comprar“Eu acho que o novo e brilhante sistema EDL da MSL… de fato nos distraiu um pouco dos fundamentos da construção de um rover novo e radicalmente diferente”, diz ele. Juntamente com o autor best-seller William L. Simon, Manning reconta altos e baixos do Curiosity no livro, oferecendo uma espiada dentro da mente da NASA e trabalhadores do setor privado que tiveram que lutar para enviar esta missão agora mundialmente famosa para Marte.
Por exemplo, o foco no guindaste do céu e outros equipamentos da EDL significa que a equipe gastou menos tempo considerando a fonte de energia da Curiosity. Os dois robôs anteriores, os gêmeos Spirit e Opportunity, eram movidos a energia solar. O truque era que os arrays podiam gerar cerca de 110 watts, mas cada rover precisava de 1500 watts para estar totalmente operacional. De acordo com Manning, a solução era tornar os narcolépticos dos rovers - eles ficariam acordados por apenas algumas horas de cada dia marciano, consumindo energia de uma bateria de bordo para conduzir ou realizar experimentos. Então eles tiravam uma soneca e acordavam novamente para fazer mais trabalho. "Um dia na vida de um rover é um pouco mais parecido com um cachorro velho do que com um carro de corrida", escreve Manning.
Enquanto Curiosity foi equipado com uma fonte de energia nuclear em vez de painéis solares, era também uma máquina muito maior, com 11 instrumentos científicos e câmeras complexas. Além do poder para operações gerais, esses instrumentos precisariam ser aquecidos para funcionar adequadamente em Marte gélido. Cerca de um ano antes da data de lançamento de 2009, quando detalhes sobre alguns dos instrumentos científicos chegaram, a equipe percebeu que, mesmo com sonecas de energia, a bateria da Curiosity era pequena demais para a tarefa. Usar uma bateria maior sem encontrar outros locais para aparar deixaria o rover pesado demais para pousar.
Problemas surgiram a partir daí, incluindo preocupações com o vento soprando amostras de rochas antes que pudessem ser analisadas, e sinais de que separar o jipe das amarras do guindaste do céu causaria um curto-circuito no link de comunicação vital durante o pouso. Atrasos no envio de hardware acabado para montar a espaçonave significavam que a NASA tinha que fazer a ligação e anunciar que perderiam a janela de lançamento de 2009.
"Uma vez que seu rover perde essa janela ... o custo aumenta automaticamente, e isso é apenas para o 'taxímetro' da equipe ter que esperar mais tempo para sair do trabalho", diz Manning. O lado positivo foi que o tempo extra permitiu que a equipe resolvesse os problemas - consertasse os circuitos, trabalhasse em uma bateria maior - e iniciasse com sucesso em 26 de novembro de 2011.
Um engenheiro do JPL verifica os movimentos do braço robótico em uma versão de teste do rover Curiosity. (NASA / JPL-Caltech) 
Um gráfico mostra as várias etapas que a Curiosity teve que fazer para pousar com segurança em Marte. (NASA / JPL-Caltech) 
Os engenheiros do JPL comemoram momentos depois de confirmar que o Curiosity pousou com segurança em Marte. (NASA / JPL-Caltech) 
Um afloramento rochoso revela pedras arredondadas sendo desgastadas pela rocha sedimentar, um sinal de que esta parte de Marte já caracterizou um fluxo de fluxo. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
A primeira amostra de rocha em pó foi entregue ao laboratório de química a bordo do rover em fevereiro de 2013. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
O experimento Química e Mineralogia (CheMin) no rover Curiosity fez sua primeira radiografia de uma amostra de solo em outubro de 2012. Os resultados mostraram assinaturas químicas de minerais que sugerem que a sujeira marciana é muito semelhante aos solos vulcânicos no Havaí. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
Curiosity tirou uma foto de sua roda dianteira esquerda em novembro de 2013, revelando arranhões, amassados e até perfurações devido a rolar em pedras afiadas. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Finalmente, a curiosidade perfurou a base do Monte Sharp em setembro para coletar amostras para análise. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Desde seu louvável pouso em agosto de 2012, a Curiosity tem enviado grandes volumes de dados, desde imagens de alta resolução de Marte e suas luas até os primeiros sinais claros de que a água potável capaz de suportar a vida fluiu na superfície do planeta. Pouco mais de um ano depois da missão, o rover atingiu agora o seu principal alvo, a base de uma montanha marciana apelidada de Mount Sharp. Camadas de sedimentos expostos poderiam contar aos cientistas mais sobre o passado aparentemente habitável de Marte, e podem até manter traços preservados da vida primitiva.
"Ficamos todos espantados quando o primeiro furo revelou um lugar em Marte que era habitável há bilhões de anos", diz Manning. “O que temos aqui é um lugar que não apenas poderia ter sustentado a vida, mas poderia, se continuarmos procurando, ser um lugar que armazenasse quimicamente esses registros. Foi isso que nos levou a dar alta prioridade ao rumo da colina.
A viagem de carro não passou sem obstáculos, o principal deles é o desgaste inesperado nas rodas da Curiosity. Quando as rodas estavam sendo projetadas, a principal preocupação era que um rover excessivamente pesado ficaria preso na areia - um destino que significou o fim do rover Spirit em 2010. Então a equipe fez as seis rodas grandes da Curiosity para agir como dispositivos de flutuação, diz Manning. Cada roda larga, estilo dunebuggy, era escavada em um bloco de alumínio leve.
O que a equipe não sabia é que o rover teria de passar por cima de rochas esculpidas pelo vento, incrustadas em argila, que funciona como uma cama de pregos. Essas rochas afiadas começaram a rasgar as rodas, e Manning antecipa que um fragmento de metal poderia um dia rasgar o cabeamento interno do veículo, prejudicando a missão. Até lá, “precisamos escolher nosso caminho com cuidado”, diz Manning. “Também estamos considerando mudanças de software que minimizem os danos, garantindo que as rodas aceleram um pouco enquanto a roda sobe sobre uma rocha. Isso reduz o desgaste.
A falha mostra como cada missão a Marte pode se basear nas capacidades do próximo, um processo que Manning destaca no livro ao descrever as lições aprendidas de naves espaciais voltando aos landers viking nos anos 70. Ele já está usando bem algumas das experiências da Curiosity em projetos para o próximo rover de Marte, previsto para 2020, e em um sistema para pouso de pessoas em Marte com um disco inflável e um pára-quedas da próxima geração.
Manning acrescenta que Curiosity e seus parentes marcianos estão permitindo que os engenheiros desenvolvam tecnologias, como o software de condução autônoma, que provavelmente serão cruciais para os futuros robôs rumo a locais ainda mais remotos, como as luas geladas de Júpiter e Saturno. "Indo para os planetas exteriores, ou para as luas como Europa, Ganimedes e Enceladus - em todos os casos, você precisa de um veículo com inteligência para autonomia", diz Rob Manning, atualmente o Gerente de Engenharia da Mars no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. “Não estamos brincando como um carro de controle remoto. Estamos dizendo para onde gostaríamos e o trabalho é descobrir como chegar lá. ”
Mas mais do que as revelações técnicas, Manning acredita que a história da Curiosity é importante para a humanidade em um nível muito mais básico, quase existencial. “Acho que a mensagem é que, embora a MSL fosse uma grande missão da NASA (pelo menos grande para os padrões atuais), não é construída por engenheiros e cientistas abstratos que trabalham em instituições sem rosto”, diz Manning. “Em vez disso, é construído por um grupo de pessoas. As pessoas são tão humanas, tão falíveis e tão inteligentes quanto a maioria das pessoas que você conhece. … Isso é basicamente um esforço humano e temos a sorte de fazer parte disso ”.
