O mais novo robô de seis rodas da NASA em Marte, o Perseverance Rover, está começando uma jornada épica através do chão de uma cratera em busca de sinais de vida antiga. Isso significa que a equipe do rover está profundamente envolvida no planejamento de rotas de navegação, esboçando instruções a serem transmitidas e até mesmo usando óculos 3D especiais para ajudar a mapear seu curso.
Porém, cada vez mais, o rover se encarregará da direção sozinho, usando um poderoso sistema de navegação automática. Chamado AutoNav, este sistema aprimorado faz mapas 3D do terreno à frente, identifica perigos e planeja uma rota em torno de quaisquer obstáculos sem direção adicional dos controladores na Terra.
“Temos uma capacidade chamada ‘pensar enquanto dirige'”, disse Vandi Verma, engenheiro sênior, planejador de rover e motorista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “O veículo espacial está pensando na direção autônoma enquanto suas rodas estão girando.”
Essa capacidade, combinada com outras melhorias, pode permitir que o Perseverance atinja uma velocidade máxima de 393 pés (120 metros) por hora; seu antecessor, o Curiosity, equipado com uma versão anterior do AutoNav, cobre cerca de 20 metros por hora enquanto sobe o Monte Sharp a sudeste.
“Aceleramos o AutoNav quatro ou cinco vezes”, disse Michael McHenry, líder do domínio de mobilidade e parte da equipe de planejadores de rover do JPL. “Estamos dirigindo muito mais longe em muito menos tempo do que o Curiosity demonstrou.”
Enquanto o Perseverance começa sua primeira campanha científica no chão da cratera Jezero, o AutoNav será um recurso chave para ajudar a realizar o trabalho.
Essa cratera já foi um lago, quando, bilhões de anos atrás, Marte estava mais úmido do que hoje, e o destino do Perseverance é um delta de rio seco na borda da cratera. Se a vida se instalou no início de Marte, sinais dela podem ser encontrados lá. O rover coletará amostras ao longo de cerca de 9 milhas (15 quilômetros) e, em seguida, preparará as amostras para coleta em uma missão futura que as levará de volta à Terra para análise.
“Seremos capazes de chegar a lugares que os cientistas desejam muito mais rapidamente”, disse Jennifer Trosper, que trabalhou em cada um dos rovers marcianos da NASA e é gerente de projeto do rover Mars 2020 Perseverance. “Agora podemos dirigir por esses terrenos mais complexos em vez de contorná-los: não é algo que fomos capazes de fazer antes.”
O Elemento Humano
Claro, o Perseverance não pode sobreviver no AutoNav sozinho. O envolvimento da equipe do rover permanece crítico no planejamento e condução da rota do Perseverance. Toda uma equipe de especialistas desenvolve uma rota de navegação junto com o planejamento da atividade do rover, seja examinando uma característica geologicamente interessante no caminho para o seu destino ou, em breve, colhendo amostras.
Por causa do atraso do sinal de rádio entre a Terra e Marte, eles não podem simplesmente mover o rover para frente com um joystick. Em vez disso, eles examinam as imagens de satélite, às vezes usando os óculos 3D para ver a superfície marciana nas proximidades do rover. Assim que a equipe sai, eles enviam as instruções para Marte, e o rover executa essas instruções no dia seguinte.
As rodas do Perseverance também foram modificadas para ajudar na rapidez com que esses planos são executados: além de serem ligeiramente maiores em diâmetro e mais estreitos do que as rodas do Curiosity, cada um possui 48 degraus que parecem linhas levemente onduladas, em oposição ao padrão de 24 chevron do Curiosity passos. Os objetivos eram ajudar na tração e na durabilidade.
“A curiosidade não podia usar o AutoNav por causa do desgaste das rodas”, disse Trosper. “No início da missão, vimos pedras pequenas, afiadas e pontiagudas começando a fazer buracos nas rodas, e nosso AutoNav não os evitou.”
Uma folga maior para a barriga do Perseverance também permite que o rover role com segurança sobre terreno irregular – incluindo rochas de bom tamanho. E os recursos reforçados de navegação automática do Perseverance incluem ENav, ou navegação aprimorada, uma combinação de algoritmo e software que permite uma detecção de perigo mais precisa.
Ao contrário de seus antecessores, o Perseverance pode empregar um de seus computadores apenas para navegação na superfície; seu computador principal pode se dedicar a muitas outras tarefas que mantêm o rover saudável e ativo.
Este Vision Compute Element, ou VCE, guiou o Perseverance à superfície marciana durante sua entrada, descida e pouso em fevereiro. Agora ele está sendo usado em tempo integral para mapear a jornada do veículo espacial enquanto o ajuda a evitar problemas ao longo do caminho.
O rover também monitora o quão longe ele é movido de um ponto a outro usando um sistema chamado “odometria visual”. O Perseverance captura imagens periodicamente à medida que se move, comparando uma posição com a próxima para ver se ela se moveu na distância esperada.
Os membros da equipe dizem que estão ansiosos para deixar o AutoNav “assumir o controle”. Mas eles também estarão prontos para intervir quando necessário.
E como é dirigir em Marte? Os planejadores e motoristas dizem que nunca envelhece.
“Jezero é incrível”, disse Verma. “É o paraíso dos motoristas de rover. Quando você coloca os óculos 3D, vê muito mais ondulação no terreno. Alguns dias eu apenas fico olhando para as imagens.”
Publicado em 07/07/2021 12h09
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