O rover Mars 2020 Perseverance da NASA tem um caminho desafiador pela frente: depois de passar pela fase angustiante de entrada, descida e aterrissagem da missão em 18 de fevereiro de 2021, ele começará a procurar vestígios de vida microscópica de bilhões de anos atrás.
É por isso que está embalando o PIXL, um dispositivo de raios-X de precisão alimentado por inteligência artificial (IA).
Abreviação de Instrumento Planetário para Litoquímica de Raios-X, PIXL é um instrumento do tamanho de uma lancheira localizado na extremidade do braço robótico de 2 metros de comprimento do Perseverance. As amostras mais importantes do rover serão coletadas por uma broca perfuradora na ponta do braço, depois guardadas em tubos de metal que o Perseverance depositará na superfície para retornar à Terra em uma missão futura.
Quase todas as missões que pousaram com sucesso em Marte, desde as sondas Viking até o rover Curiosity, incluíram um espectrômetro de fluorescência de raios-X de algum tipo. Uma das principais diferenças entre o PIXL e seus predecessores é sua capacidade de escanear rochas usando um poderoso feixe de raios X finamente focado para descobrir onde – e em que quantidade – os produtos químicos são distribuídos pela superfície.
“O feixe de raios X do PIXL é tão estreito que pode localizar características tão pequenas quanto um grão de sal. Isso nos permite vincular com muita precisão os produtos químicos que detectamos a texturas específicas em uma rocha”, disse Abigail Allwood, investigadora principal da PIXL no Jet da NASA Laboratório de propulsão no sul da Califórnia.
As texturas das rochas serão uma pista essencial para decidir quais amostras valem a pena retornar à Terra. Em nosso planeta, rochas distintamente deformadas chamadas estromatólitos foram feitas de camadas antigas de bactérias e são apenas um exemplo de vida antiga fossilizada que os cientistas estarão procurando.
Uma coruja noturna com IA
Para ajudar a encontrar os melhores alvos, o PIXL depende de mais do que apenas um feixe de raios-X de precisão. Ele também precisa de um hexapod – um dispositivo com seis pernas mecânicas conectando o PIXL ao braço robótico e guiado por inteligência artificial para obter a mira mais precisa. Depois que o braço do rover é colocado perto de uma rocha interessante, o PIXL usa uma câmera e um laser para calcular sua distância. Em seguida, essas pernas fazem pequenos movimentos – da ordem de apenas 100 mícrons, ou cerca de duas vezes a largura de um cabelo humano – para que o dispositivo possa escanear o alvo, mapeando os produtos químicos encontrados em uma área do tamanho de um selo postal.
“O hexápode descobre por si mesmo como apontar e estender suas pernas ainda mais perto de um alvo de rocha”, disse Allwood. “É como um pequeno robô que se sente à vontade na ponta do braço do veículo espacial.”
Em seguida, o PIXL mede os raios X em rajadas de 10 segundos de um único ponto em uma rocha antes que o instrumento se incline 100 mícrons e faça outra medição. Para produzir um daqueles mapas químicos do tamanho de um selo postal, pode ser necessário fazer isso milhares de vezes ao longo de oito ou nove horas.
Esse período é parcialmente o que torna os ajustes microscópicos do PIXL tão críticos: a temperatura em Marte muda em mais de 100 graus Fahrenheit (38 graus Celsius) ao longo de um dia, fazendo com que o metal no braço robótico do Perseverance se expanda e se contraia em até meia polegada (13 milímetros). Para minimizar as contrações térmicas que o PIXL tem de enfrentar, o instrumento conduzirá sua ciência após o pôr do sol.
“PIXL é uma coruja noturna”, disse Allwood. “A temperatura é mais estável à noite e isso também nos permite trabalhar em um horário em que há menos atividade no veículo espacial.”
Raios X para Arte e Ciência
Muito antes de a fluorescência de raios X chegar a Marte, ela foi usada por geólogos e metalúrgicos para identificar materiais. Com o tempo, tornou-se uma técnica padrão de museu para descobrir as origens de pinturas ou detectar falsificações.
“Se você sabe que um artista normalmente usa um certo titânio branco com uma assinatura química única de metais pesados, essa evidência pode ajudar a autenticar uma pintura”, disse Chris Heirwegh, especialista em fluorescência de raios-X da equipe PIXL do JPL. “Ou você pode determinar se um tipo específico de tinta se originou na Itália e não na França, ligando-o a um grupo artístico específico da época.”
Para os astrobiólogos, a fluorescência de raios-X é uma forma de ler histórias deixadas pelo passado antigo. Allwood usou-o para determinar que as rochas estromatólitas encontradas em seu país natal, a Austrália, são alguns dos fósseis microbianos mais antigos da Terra, datando de 3,5 bilhões de anos. Mapear a química em texturas de rocha com PIXL oferecerá aos cientistas pistas para interpretar se uma amostra poderia ser um micróbio fossilizado.
Mais sobre a missão
Um dos principais objetivos da missão do Perseverance em Marte é a astrobiologia, incluindo a busca por sinais de vida microbiana ancestral. O rover também caracterizará o clima e a geologia do planeta, abrirá caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho e será a primeira missão planetária a coletar e armazenar rochas e regolitos marcianos (rochas quebradas e poeira). Missões subsequentes, atualmente sob consideração pela NASA em cooperação com a Agência Espacial Européia, enviariam espaçonaves a Marte para coletar essas amostras armazenadas na superfície e devolvê-las à Terra para análise aprofundada.
A missão Mars 2020 é parte de um programa maior que inclui missões à Lua como uma forma de se preparar para a exploração humana do Planeta Vermelho. Encarregada de retornar astronautas à Lua em 2024, a NASA estabelecerá uma presença humana sustentada na Lua e em torno dela em 2028 por meio dos planos de exploração lunar Artemis da NASA.
O JPL, que é gerenciado para a NASA pela Caltech em Pasadena, Califórnia, construiu e gerencia as operações dos rovers Perseverance e Curiosity.
Publicado em 24/09/2020 02h48
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