Dois rovers a rodar em Marte novamente: Curiosity e Mars 2020

Ilustrações dos veículos da NASA Curiosity e Mars 2020. Enquanto o mais novo veículo espacial empresta-se do design do Curiosity, cada um tem seu próprio papel na exploração contínua de Marte e na busca de vida antiga. Crédito: NASA / JPL-Caltech

O Curiosity não será o único rover ativo da NASA em Marte por muito mais tempo. No próximo verão, o Mars 2020 será dirigido para o Planeta Vermelho. Enquanto o mais novo veículo pega emprestado do design do Curiosity, eles não são gêmeos: construídos e gerenciados pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, cada um tem seu próprio papel na exploração contínua de Marte e na busca de vida antiga. Aqui está um olhar mais atento sobre o que diferencia os irmãos.

As Missões

Aterrissando em 2004 para “seguir a água”, os espíritos gêmeos Spirit e Opportunity descobriram evidências de que o planeta já hospedava água corrente antes de se tornar um deserto congelado. Mas quando isso aconteceu e por quê?

A NASA lançou o rover Curiosity superdimensionado para aprender mais. Desde o desembarque em 2012, o Curiosity percorre a Gale Crater, que, descobriu, continha um lago bilhões de anos atrás e um ambiente que poderia ter sustentado a vida microbiana. O veículo espacial ainda está procurando pistas relacionadas a esse ambiente ao subir o Monte Sharp, com 5 quilômetros de altura (5 quilômetros de altura), que fica dentro da Cratera Gale e foi parcialmente formado por água.

A 6.050 quilômetros de distância, Mars 2020 também explorará uma paisagem moldada pela água: a Cratera Jezero, o local de um antigo delta. Mas 2020 dará o próximo passo científico: buscará sinais reais de vidas passadas, ou bioassinaturas, capturando amostras de rochas e solo que possam ser recuperados por futuras missões e retornados à Terra para estudo aprofundado.

As ferramentas

O chassi ou corpo da Mars 2020 é cerca de dez centímetros mais longo que o Curiosity. Também é mais pesado, registrando 1.025 kg (2.260 libras), em comparação com os 899 kg (1.982 libras) do Curiosity. A diferença de peso tem a ver com as ferramentas que cada um carrega.

Comece com os braços robóticos: o Curiosity mede 7 pés (2,2 metros) e empunha uma torre rotativa de 30 kg equipada com uma câmera científica, analisador químico e broca. O laboratório de ciências itinerante pulveriza amostras de rochas e derrama o pó em seu chassi, onde dois laboratórios podem determinar a composição química e mineral das rochas.

O braço da Mars2020 tem o mesmo alcance que o Curiosity, mas sua torre pesa mais – 45 kg – porque carrega instrumentos maiores e uma broca maior para descaroçamento. A broca cortará núcleos de rocha intactos, em vez de pulverizá-los, e eles serão colocados em tubos de amostra por meio de um sistema de armazenamento complexo.

Os olhos e ouvidos

Todas as missões da NASA em Marte permitiram que o público viajasse enquanto cientistas e engenheiros exploram o planeta. O Curiosity tem feito isso com 17 câmeras no mastro, na cabeça e no corpo; quatro deles são câmeras coloridas.

O Mars 2020 possui 23 câmeras, a maioria em cores. O novo veículo espacial também inclui “ouvidos” – dois microfones para capturar não apenas os primeiros sons de um pouso em Marte, mas também o vento marciano e os zaps a laser de análise química do veículo espacial. O Mastcam-Z, uma versão aprimorada da câmera Mast do Curiosity, possui um recurso de zoom e captura vídeos e panoramas de alta definição.

O rover Mars 2020 da NASA parece praticamente o mesmo que o Curiosity, mas há várias diferenças. Uma oferta para qual veículo espacial você está olhando é a viga traseira de 2020, que parece um pouco com uma alça de carrinho de compras. A JPL está construindo e gerenciará as operações do rover Mars 2020 para a Diretoria de Missões Científicas da NASA na sede da agência em Washington. Crédito: NASA / JPL-Caltech

As Rodas

O Curiosity preparou a equipe de Mars 2020 para “off-roading” no Planeta Vermelho. Quando começaram a aparecer buracos nas rodas de alumínio do veterano rover, os engenheiros perceberam que rochas afiadas cimentadas na superfície marciana exercem mais pressão sobre as rodas do que o esperado. Um planejamento cuidadoso da unidade, juntamente com uma atualização de software, os manterá em forma durante o resto da jornada do Curiosity até o Monte Sharp.

Enquanto as rodas do Mars 2020 são fabricadas com os mesmos materiais, elas são um pouco maiores e mais estreitas, com espessura quase um milímetro mais grossas. Em vez dos degraus, ou garras do Curiosity, o Mars 2020 tem sulcos mais retos e o dobro por roda (48 versus 24). Testes extensivos no Mars Yard da JPL mostraram que esses degraus suportam melhor a pressão de pedras afiadas, e funcionam tão bem quanto na areia.

Os cérebros

Os rovers de Marte não dirigem sozinhos. Equipes de cientistas e engenheiros transmitem listas de tarefas meticulosamente programadas para eles no início de cada dia de Marte, ou sol. Os motoristas de rover na Terra aguardam o relatório do veículo antes de planejar a próxima unidade. Quanto mais um rover puder fazer por conta própria, mais tempo os motoristas terão para programar novos comandos.

Depois que o Curiosity pousou, a equipe do rover levou uma média de 19 horas para analisar os dados de um dia, criar e testar comandos e depois enviar esses comandos de volta ao rover. Anos de aprimoramento das operações diminuíram o tempo necessário para desenvolver o plano de cada dia para sete horas, e um grau limitado de navegação automática permitiu à Curiosity tomar algumas medidas cautelosas por conta própria.

Mas o Mars 2020 tem ainda mais inteligência autônoma, permitindo calcular um caminho cinco vezes mais rápido que o Curiosity. Essa condução autônoma será essencial para condensar o tempo necessário para a equipe de 2020 planejar as operações de cada dia. A nova missão pretende condensar as operações diárias em apenas cinco horas. O ritmo mais rápido permitirá cobrir mais terreno e reunir mais amostras ao longo de sua missão principal. O Mars 2020 não se moverá mais rápido que seu irmão mais velho, mas mais automação significa que ele pode potencialmente ir mais longe e coletar mais ciência sem ter que esperar pelos engenheiros na Terra.

O Pouso

O curiosity transformou os desembarques de Marte com a aparentemente radical “manobra do guindaste do céu”. O Mars 2020 contará com o mesmo processo, mas também apresenta uma nova tecnologia importante: a Navegação Relativa ao Terreno. Um computador de bordo combina imagens de superfície de uma câmera a um mapa para manter a espaçonave no alvo. Enquanto isso, o Range Trigger permite que o rover chegue mais perto de um local ideal antes de disparar um paraquedas.

Os Humanos Vindouros

O programa Artemis da NASA visa levar novamente os astronautas à Lua até 2024, preparando-se para a futura exploração de Marte. Ajudando a pavimentar o caminho para os seres humanos, o Curiosity carrega instrumentos que estudam o ambiente marciano, como radiação de superfície e clima.

Além de estudar o clima, o Mars 2020 levará amostras de roupas espaciais, permitindo que os cientistas estudem como se degradam. Um gerador de oxigênio testará a tecnologia dos astronautas para produzir seu próprio combustível de foguete da atmosfera marciana. Um radar subterrâneo como o do veículo espacial poderia algum dia ser usado para encontrar gelo de água enterrado.

Publicado em 12/12/2019

Artigo original:

https://phys.org/news/2019-12-rovers-mars-curiosity.html

Sites do Curiosity e do Mars 2020: