Foi uma semana de grande apreensão na equipe do Mars Helicopter enquanto preparávamos um grande desafio de vôo para o Ingenuity.
Colocamos no uplink as instruções para o vôo, que ocorreu na segunda-feira, 5 de julho, às 2h03 (horário do Pacífico), e esperamos nervosamente pelos resultados chegarem de Marte mais tarde naquela manhã. O clima na sala de controle de solo era jubiloso quando soubemos que o Ingenuity estava vivo e bem depois de completar uma jornada de 625 metros de terreno desafiador.
O voo 9 não era como os voos anteriores. Ele quebrou nossos recordes de duração de vôo e velocidade de cruzeiro, e quase quadruplicou a distância voada entre dois campos de aviação. Mas o que realmente diferenciou o vôo foi o terreno que o Ingenuity teve que negociar durante seus 2 minutos e 46 segundos no ar – uma área chamada “Séítah” que seria difícil de percorrer com um veículo terrestre como o rover Perseverance. Este vôo também foi explicitamente projetado para ter valor científico ao fornecer a primeira visão de perto dos principais alvos científicos que o rover não alcançará por um bom tempo.
Voando de olhos abertos
Em cada um de seus voos anteriores, o Ingenuity saltou de um campo de aviação para outro em terreno plano. No planejamento dos voos, tomamos o cuidado de evitar sobrevoar uma cratera. Começamos mergulhando no que parece ser uma cratera fortemente erodida, depois continuamos a descer sobre um terreno inclinado e ondulado antes de subir novamente para emergir em uma planície plana a sudoeste.
Pode parecer estranho que os detalhes do terreno importem tanto quanto importam para um veículo que viaja pelo ar. O motivo tem a ver com o sistema de navegação do Ingenuity e para o que foi originalmente projetado: uma breve demonstração de tecnologia em um local de teste experimental cuidadosamente escolhido.
Quando nós, como seres humanos, olhamos para imagens em movimento do solo, como aquelas tiradas pela câmera de navegação do Ingenuity, instantaneamente temos um bom entendimento do que estamos olhando. Vemos rochas e ondulações, sombras e texturas, e os altos e baixos do terreno são relativamente óbvios. O Igenuity, no entanto, não tem percepção e compreensão humana do que está olhando. Ele vê o mundo em termos de características individuais anônimas – essencialmente pontos que se movem com o tempo – e tenta interpretar o movimento desses pontos.
Para tornar esse trabalho mais fácil, demos alguma ajuda ao algoritmo de navegação do Ingenuity: Dissemos que todos esses recursos estão localizados em terreno plano. Isso liberou o algoritmo de tentar calcular as variações na altura do terreno e permitiu que ele se concentrasse na interpretação do movimento dos recursos apenas pelos movimentos do helicóptero. Mas surgem complicações se tentarmos voar sobre um terreno que não é realmente plano.
As diferenças na altura do terreno farão com que os recursos se movam pelo campo de visão em taxas diferentes, e o algoritmo de navegação do Ingenuity ainda “assume” que o solo abaixo é plano. Ele faz o melhor para explicar o movimento dos recursos por meio de mudanças nos movimentos do helicóptero, que podem levar a erros. Mais significativamente, pode resultar em erros no rumo estimado, o que fará com que o helicóptero voe em uma direção diferente da pretendida.
Preparando-se para um voo turbulento
A suposição de que o terreno é plano está embutida no design do algoritmo e não há nada que possamos fazer a respeito ao planejar os voos. O que podemos fazer é antecipar os problemas que surgirão devido a esta suposição e mitigá-los o máximo possível em termos de como planejamos os voos e os parâmetros que damos ao software.
Usamos ferramentas de simulação que nos permitem estudar o resultado provável do voo em detalhes antes de realizá-lo. Para o vôo 9, uma adaptação chave do plano de vôo foi reduzir nossa velocidade no ponto crucial quando mergulhámos na cratera.
Embora tenha ocorrido ao custo de estender o tempo de voo, ajudou a mitigar erros de rumo iniciais que poderiam se transformar em um grande erro de posição cruzada. Também ajustamos alguns dos parâmetros detalhados do algoritmo de navegação que não tivemos que tocar até agora em voos anteriores. E construímos um campo de aviação muito maior do que em voos anteriores, com um raio de 164 pés (50 metros). Acabamos pousando a aproximadamente 47 metros de distância do centro daquele campo de aviação.
Na próxima semana, o Ingenuity enviará de volta imagens coloridas que os cientistas do Perseverance estão ansiosos para estudar. Capturados nessas imagens estão afloramentos rochosos que mostram contatos entre as principais unidades geológicas no chão da cratera de Jezero. Eles também incluem um sistema de fraturas que a equipe do Perseverance chama de “Raised Ridges”, que os cientistas do rover esperam visitar em parte para investigar se um antigo habitat subterrâneo pode ser preservado lá.
Finalmente, esperamos que as imagens coloridas forneçam uma visão mais próxima de “Pilot Pinnacle”, um local com afloramentos que alguns membros da equipe acham que podem registrar alguns dos ambientes de água mais profundos no antigo Lago Jezero. Dado o cronograma de missão apertado, é possível que eles não consigam visitar essas rochas com o rover, então o Ingenuity pode oferecer a única oportunidade de estudar esses depósitos em detalhes.
Publicado em 16/07/2021 11h20
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