Nos dias e horas que antecederam o pouso do Curiosity rover on Mars, Adam Steltzner, uma figura-chave por trás desse evento globalmente esperado, era frequentemente visto na TV explicando a física de depositar gentilmente um robô de uma tonelada viajando a 13.200 milhas por hora na superfície rochosa do planeta. A curiosidade foi uma missão de US $ 2, 5 bilhões envolvendo centenas de cientistas e engenheiros, mas Steltzner tornou-se seu rosto público e muito foi feito de seu estilo pessoal de fanfarrão, do cabelo pomado às grandes fivelas de cintos e botas de cowboy - o senso de moda do rock. Uma estrela que ele uma vez aspirou a ser e muito longe, do ponto de vista do elenco central, daquilo que as pessoas tinham pensado ser a regalia padrão da NASA.
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Adam Steltzner pode ser o rosto público do Curiosity, mas ele está convencido de que foi toda a sua equipe que conseguiu o pouso. (Foto composta: Imagens da NASA; Ilustração fotográfica de Brian Smale) 
Steltzner encontrou seu chamado enquanto tocava em bandas de rock. Dirigindo para casa de um show uma noite, ele ficou curioso sobre por que a constelação de Orion se movia. (Coleção Adam Seltzner) 
Comemorando a implantação do pára-quedas do rover. (Bill Ingalls / NASA) 
Steltzner e sua equipe são bem-vindos na conferência de imprensa pós-pouso. (Bill Ingalls / NASA) 
Rendição artística do “guindaste do céu” diminuindo Curiosity na superfície de Marte. O nome do código para toda a sequência de aterrissagem foi “Audacity”. (NASA / JPL-Caltech) 
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Então veio o momento da verdade. Uma sequência complexa de manobras concebidas e coreografadas pela equipe de Steltzner reduziu a velocidade do veículo descendente até que ele pudesse ser baixado com segurança até o chão por meio de uma engenhoca suspensa, movida a foguete, chamada de guindaste no céu. Steltzner, como milhões de outras pessoas em todo o planeta, estava colado a um monitor, observando nervosamente, embora no seu caso o que estava em jogo fosse o culminar de nove anos de intenso trabalho de engenharia e não um pequeno lobby dos altos escalões da NASA. sua visão é um tiro.
"No fundo da minha mente, eu estava esperando algo dar errado", diz Steltzner. "Eu estava racionalmente confiante e emocionalmente apavorado."
Ele não estava sozinho. John Holdren, conselheiro científico da Casa Branca, estava tão preocupado que estava quase fisicamente doente. Marte é o Triângulo das Bermudas da exploração espacial. Apenas 15 das 41 missões que os seres humanos enviaram ao Planeta Vermelho foram bem sucedidas. Em 1999, por exemplo, o Mars Climate Orbiter da NASA se desintegrou na atmosfera - uma falha mais tarde atribuída a um desajuste de engenharia entre as unidades de medidas métricas e inglesas.
O pouso da curiosidade permitiu uma margem de erro zero. E, por causa do atraso do rádio entre a Terra e Marte, os engenheiros não conseguiram controlar a espaçonave em tempo real. Em vez disso, a Curiosity lidaria com sua descendência de forma autônoma - com cada e cada fração de segundo de manobra ditada por mais de 500.000 linhas de código de computador. A NASA chamou a empresa de "sete minutos de terror".
Steltzner relembra a experiência de junta branca para mim em um dia de verão incrivelmente quente em sua casa em Altadena, Califórnia, não muito longe de seu escritório no Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA. Hoje, sua filha mais nova, Olive, está doente e, com sua esposa, Steltzner, 50 anos, está trabalhando em casa e ostentando um visual mais casual - camiseta, shorts e sandálias -, embora o cabelo rockabilly ainda esteja em evidência.
O sucesso do pouso da Curiosity em agosto de 2012 - depois de meses de especulação na mídia sobre se o plano "maluco" funcionaria - forneceu uma dose muito necessária de exuberância pública em um momento em que parecia que os melhores dias do programa espacial estavam por trás disso. "Isso prova que mesmo as probabilidades mais longas não são páreo para a nossa mistura única de engenho e determinação", disse o presidente Barack Obama. Ou, como Stephen Colbert declarou: “Nós Martemos!” O rover é o maior e mais sofisticado veículo já enviado para outro planeta. Com suas 17 câmeras, Curiosity capturou algumas das imagens mais notavelmente detalhadas de Marte já tiradas (incluindo uma selfie). E, equipado com uma broca e um laser de um milhão de watts, o rover não deixa pedra sobre pedra (ou não-vaporizado) enquanto estuda a química e a geologia do planeta. Descobriu um antigo fluxo e compostos químicos - como carbono, hidrogênio e oxigênio - que são necessários para a vida. Colocando a 0, 9 mph, o laboratório móvel alcançará seu principal destino na próxima primavera e subirá lentamente o sopé do Monte Sharp, um pico de quase 5 quilômetros de altura, rico em sedimentos de argila que poderia conter respostas há muito procuradas sobre a história do clima do planeta. .
E esses deslumbrantes feitos históricos de ciência e engenharia foram possíveis graças a um cara que falhou na geometria do ensino médio.
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Steltzner cresceu no condado de Marin, na Califórnia, ao norte de San Francisco, uma criança autodeclarada de privilégio. "Meus pais não trabalharam", diz ele. "Meu pai foi o fim de uma linha de riqueza decadente herdada da empresa de temperos Schiller." Essa infância tem seus benefícios, mas também há um lado sombrio. “A riqueza herdada”, diz Steltzner, “significa que o passado é sempre melhor que o futuro” - uma perspectiva psicologicamente sombria para uma criança. Ele se rebelou na única esfera que pôde, obstinadamente recusando-se a frequentar as aulas no ensino médio, com exceção da aula de teatro e do programa de teatro associado. Durante o seu último ano, ele fez apenas o trabalho escolar suficiente para se formar, embora nunca tenha se preocupado em obter seu diploma de ensino médio.
Seu pai levantou as mãos e declarou que seu filho nunca seria mais que um escavador de valas. Nos anos seguintes, Steltzner fez o melhor que pôde para provar que estava certo. Depois de um curto período na Berklee College of Music de Boston, ele voltou para a Bay Area, tocando baixo em várias bandas locais de rock. No entanto, ele se sentia inquieto e insatisfeito. Reconheceu uma tendência perturbadora em si mesmo: encontraria uma atividade de que desfrutasse, mas, no momento em que se tornasse sério e exigisse um compromisso, seu interesse seria sinalizado. "Acordei com o fato de que fui treinado para esperar que meu pai morresse e herdasse dinheiro", diz ele. “Eu não gostei da ideia disso. Eu estava com fome de um significado real.
Ele encontrou seu caminho uma noite de outono depois de um show, enquanto dirigia para casa sobre a ponte Golden Gate - uma rota que forneceu uma bela vista da constelação de Orion. Ele notou que Orion não estava no mesmo lugar de antes, e decidiu aprender mais sobre o porquê das estrelas se moverem. Ele se matriculou em um curso de astronomia em uma faculdade comunitária local e fez um curso de física conceitual como um pré-requisito.
Ao contrário de seu pai, que Steltzner descreve como um diletante intelectual que habita um mundo sonhador de idéias abstratas, Steltzner tem uma inclinação pragmática. Ele gravitou em direção à física, com suas regras tangíveis sobre como o universo funciona e engenharia, a aplicação dessas regras para problemas do mundo real. "Aqui estava o alicerce", diz Steltzner, e ele se dedicou a estudar física, matemática e engenharia com disciplina e propósito que não sabia que possuía. "Eu me tornei um monge para aprender essa merda", diz ele, raspando o cabelo em um corte de zumbido e subsistindo de arroz integral. "Eu olhei para isso como o salvador da minha vida."
Steltzner é bacharel em engenharia pela Universidade da Califórnia, em Davis, e mestre em mecânica aplicada pela Caltech em 1991. Ele conseguiu seu primeiro emprego ao chamar cientistas do JPL até que alguém concordasse em contratá-lo no grupo de estruturas e dinâmicas de espaçonaves. . Eventualmente, ele obteve seu doutorado em engenharia mecânica pela Universidade de Wisconsin-Madison, trabalhando para o JPL remotamente durante o ano acadêmico.
"Quando conheci Adam, ele me lembrou Elvis Presley", diz Gentry Lee, engenheiro-chefe do programa de exploração do sistema solar da JPL. Ele imediatamente identificou Steltzner como um espírito afim, “uma daquelas pessoas criativas que não querem saber o que fazer e não necessariamente querem seguir as regras”. Lee acredita que o laboratório desafia Steltzner sem esmagar sua criatividade, ou seu estilo pessoal. “Eu acho que há muito tempo alguém percebeu que se você quer ter um lugar famoso por fazer proezas de engenharia únicas, é melhor se certificar de que você não encurrala seu pessoal com muita força ou não será capaz de fazer o trabalho. ”
De sua parte, Steltzner aprecia o fato de o laboratório fomentar uma cultura que “reverencia a verdade. Não há vacas sagradas, não há dogmatismo. ”Enquanto muitos engenheiros preferem ganhar maestria em uma área especializada e, em seguida, ficar com o que sabem, Steltzner prefere o que ele chama de“ o fim íngreme da curva de aprendizado ”. um nicho para si mesmo como o cara que apreciou as tarefas técnicas e os problemas que não tinham muitos precedentes: "As pessoas começaram a dizer: 'Isso é estranho, vamos dar isso a Adam e ver o que ele pode fazer com isso'".
Ele também acabou por ter um dom para a liderança, capaz de ver como todas as peças se encaixam em um todo. Então Steltzner foi escolhido para liderar a equipe de engenharia mecânica para desenvolver o sistema de entrada, descida e aterrissagem (EDL) para Curiosity - um desafio porque o tamanho do rover significou que os métodos desenvolvidos para as missões anteriores não funcionariam.
Steltzner e sua equipe discutiram por três dias em 2003. No início daquele ano, a NASA havia lançado dois outros robôs da Mars - Spirit e Opportunity - cada um pesando 400 libras. Os engenheiros do JPL haviam colocado os rovers nos airbags, permitindo que eles pousassem pulando na superfície do planeta e depois rolando até parar para dissipar o impacto. Mas essa abordagem não funcionaria para o Curiosity, que pesa cinco vezes mais do que o Spirit ou o Opportunity. Os air bags necessários seriam muito pesados e, portanto, caros demais para serem lançados. O impacto também provocaria muita poeira, comprometendo o rover e sua instrumentação sensível.
Em seguida, Steltzner e sua equipe analisaram a abordagem que estava sendo planejada para a Mars Phoenix Lander, de 700 quilos, que foi lançada em 2007 para estudar o pólo norte do planeta. Foguetes de propulsão baixaram gradualmente o veículo até a superfície em cima de um módulo de três pernas. Mas com a Curiosidade maior e mais pesada no topo, um módulo de três pernas seria muito instável. E isso exigiria foguetes mais potentes que os de Phoenix, o que poderia criar crateras no solo, dificultando a saída do rover após o pouso.
Por fim, a equipe chegou a uma solução: um guindaste no céu. "Você fica ligado, sai junto e faz todo o seu vôo e, em seguida, apenas acima da superfície, quando você está em voo vertical perfeito, faça a implantação", diz Steltzner.
A complexidade da sequência de aterrissagem que os engenheiros do JPL previam era sem precedentes. Primeiro, a cápsula espacial que transportava Curiosity ejetaria seu escudo térmico e acionaria um pára-quedas supersônico, o que retardaria sua descida para 320 km / h. Em seguida, uma série de parafusos explodiria, liberando a rampa e soltando o veículo - preso ao trem de pouso - em queda livre por alguns segundos antes de disparar propulsores de foguete. O trem de pouso pairava a uma altitude de 18 metros, enquanto um guindaste abaixava o veículo até a superfície usando cabos. Depois que o rover aterrissou, os cortadores de cabo cortariam o elo, permitindo que o guindaste se jogasse para longe antes de colidir com o solo empoeirado de Marte. Não é de admirar que o nome de código para a sequência EDL fosse “Audacity”.
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A Nasa havia considerado brevemente um sistema semelhante de guindaste no céu (apelidado de "rover em uma corda") para a missão Mars Pathfinder de 1997, mas arquivou a idéia porque um veículo amarrado teria de enfrentar forças de pêndulo e cisalhamento de vento em cima de todas as outras. problemas. Mas quando a equipe de EDL da Curiosity fez sua análise do projeto reformulado, “Para nossa surpresa, o pêndulo se comportou”, diz Miguel San Martin, engenheiro-chefe de orientação, navegação e controle.
Ainda assim, houve outros desafios. Dado seu tamanho maior, o rover precisava de um toque suave, e isso exigia um sistema de radar preciso para escanear e mapear o terreno durante a descida. A equipe da EDL testou o radar montando-o em um helicóptero - que, como o pousador proposto, era capaz de uma lenta descida e depois pairava acima da superfície - no meio do Deserto de Mojave, na Califórnia. Foi assim que descobriram que as dunas de areia poderiam representar um problema para os delicados sensores do sistema de radar: o rotor do helicóptero agitava grãos de areia, como os propulsores de foguete do rover poderiam fazer em Marte, criando um grande erro nas medições. Havia pouco que pudessem fazer para mudar o design do radar até então, mas eles foram capazes de explicar esse efeito em suas calibrações.
Apesar dessas precauções, era impossível testar toda a sequência de pouso com antecedência. O único experimento completo ao vivo foi a missão em si, monitorada na sala de controle do JPL, a 352 milhões de quilômetros de distância.
Primeiro, a Curiosity teve que ejetar a seção final do foguete (o “estágio do cruzeiro”) que a impulsionou para Marte. Nesse ponto, precisava entrar na atmosfera do planeta no ângulo exato para evitar queimar. Houve um angustiante atraso de nove minutos após a separação do cruzeiro antes do primeiro sinal retornar: a curiosidade havia chegado à periferia da atmosfera marciana e começava a descer. Inicialmente, as notícias não eram boas: “Beta fora dos limites catastróficos.” (Tradução: “A curiosidade está inclinando demais para o lado”.)
Depois de mais quatro minutos agonizantes, o próximo sinal veio, indicando que tudo estava normal. A curiosidade passara pela atmosfera.
Agora a descida e a sequência de pouso começaram. O pára-quedas foi acionado, o escudo de calor se separou e o sistema de radar escaneou o solo. Dinâmica de Vôo e Chefe de Operações Allen Chen, que estava transmitindo a peça por jogada, anunciou o início da sequência do guindaste no céu. "Eu sou como, realmente?", Lembra Steltzner. "Nove anos e isso vai acontecer."
Três dados cruciais precisavam ser inseridos. Primeiro, o rover enviaria uma mensagem dizendo a seus criadores de volta à Terra que havia pousado com segurança. O próximo passo seria confirmar que a Curiosity não havia pousado em uma parede da cratera ou estava sendo arrastada ao longo da superfície pelo estágio de descida ainda conectado. Finalmente, o estágio de descida teve que voar como planejado, ao invés de pousar em cima do rover e esmagar sua antena UHF.
Uma por uma, as mensagens chegaram.
“Tango delta nominal.”
"RIMU estável."
"UHF bom."
Na sugestão, Chen anunciou, “Touchdown confirmado”, enquanto os gritos selvagens irromperam. A sequência inteira tinha disparado com apenas um engate.
"Imagine correr uma corrida de nove anos e você finalmente cruzar a linha de chegada", diz Steltzner, que admite que o resultado foi um período de ajuste difícil para ele. “Como meu corpo para de correr? Eu tenho estado em uma gota de adrenalina por uma década. Como eu vivo sem a liberação lenta do hormônio do estresse? ”Sua solução: atirar-se na próxima curva de aprendizado. Ele foi designado para uma nova missão, projetando um veículo capaz não apenas de coletar amostras em Marte, mas empacotando essas amostras em tubos hermeticamente fechados e transportando-os de volta para a Terra. Ele também faz parte de uma possível missão de colocar uma sonda em Europa, uma das luas de Júpiter, que, com seus oceanos de metano, superfície gelada e intensas explosões de radiação, é ainda menos hospitaleira do que Marte. Ambas as missões estão nos primeiros estágios preliminares, no entanto. "Acho que ele ainda está procurando o próximo grande desafio", diz Lee.
Steltzner pode ser a cara pública do esforço Curiosity, mas ele está convencido de que foi toda a sua equipe que conseguiu o pouso. “Essa é uma das coisas bonitas da engenharia. É uma arte colaborativa ”, diz ele. "Somos apenas o produto do que fazemos como um grupo". Ele tentou preparar sua equipe para o dia em que eles seriam dispensados. “Eu sabia pelas minhas experiências de pouso anteriores que essa linda comunidade que criamos ia morrer naquela noite, independentemente do resultado”, diz ele. "Eu disse a eles para realmente amarem um ao outro, para viverem no momento e beberem no fundo do copo, porque aquele cara que você atualmente odeia, odeia o próprio som de sua voz - você vai sentir falta dele."
