Mesmo que o helicóptero Ingenuity falhe, ele já é um sucesso - um recurso de engenharia para um grande futuro de voo em outros mundos.

O helicóptero Ingenuity está sendo baixado - com muito cuidado! - para a superfície marciana abaixo da barriga do rover Perseverance. Crédito: NASA / JPL / Caltech / Ken Kremer

Se você quiser voar em Marte, precisará de um ótimo engenheiro de voo. Quando a NASA procurou a melhor pessoa para o trabalho, selecionou MiMi Aung. Como vice-diretora da Divisão de Sistemas Autônomos do Laboratório de Propulsão a Jato, ela já havia lidado com projetos incrivelmente desafiadores, projetados para permitir o voo em formação no espaço e pousos de alta precisão em outros mundos. Em seguida, a NASA deu a Aung, uma engenheira birmanesa-americana, sua tarefa mais difícil: gerenciar um projeto para construir um helicóptero que pode voar sobre Marte.

O helicóptero é chamado de Ingenuity. Ele acabou de viajar para Marte amarrado à barriga do recém-chegado rover Perseverance. E sim, o Ingenuity está prestes a voar em Marte.

O Perseverança descartou um escudo protetor, expondo o Ingenuity ao ambiente de Marte pela primeira vez. O rover agora está se dirigindo para uma área aberta, um local seguro para um voo de teste e realizando o que os controladores da missão chamam de "origami reverso" para desdobrar o helicóptero retraído e baixá-lo suavemente até o solo. Em algum momento ou logo após 8 de abril, o Ingenuity vai girar suas asas e tentar decolar na extremamente fina atmosfera marciana.

Se for bem-sucedido, será o primeiro voo motorizado em outro mundo. É quase certo que não será o último. Anos de trabalho determinado por Aung e sua equipe superaram os desafios de voar em Marte, desafios que muitos engenheiros consideravam intransponíveis. Agora, as técnicas e tecnologias estão disponíveis para futuros voos em Marte. Ou talvez acima das nuvens de Vênus, ou mesmo no alto da atmosfera dos planetas gigantes. O clichê é adequado aqui: o céu é o limite.

Eu tenho que lembrar a todos, você tem que olhar para o Ingenuity a partir da pergunta com a qual começamos: “Será possível voar em Marte?” Agora isso não é mais uma pergunta. Nós voamos em uma atmosfera muito fina, como a de Marte [em testes na Terra]. Foi um trabalho muito difícil. Muitos desafios ao longo do caminho para chegar lá.

Então, não era mais uma questão de saber se poderíamos voar. Foi tipo, como? Tivemos que superar como e construir esse sistema. Da cabeça aos pés, o helicóptero Ingenuity pesa apenas 1,8 kg. Essa é uma conquista enorme, enorme.

Portanto, este não é apenas o primeiro voo em Marte, é o início de uma nova era de exploração espacial?

Isso mesmo. No futuro, estamos equipados para projetar veículos mais leves. Agora temos as equações, temos os modelos, temos as simulações. Temos pessoas conectadas em toda a NASA e com a indústria para seguir em frente. Então isso está definido. Cada passo à frente agora é verificar e dizer: "Esta solução que criamos para construir, quais são as deficiências? Quais eram as incógnitas desconhecidas? O que não pensamos?"

Se tudo correr de acordo com o planejado, essa cena se desenrolará em Marte em cerca de duas semanas. Crédito: NASA / JPL-Caltech

O que você já aprendeu durante os meses em que Ingenuity foi associado ao Perseverance durante o vôo para Marte?

A primeira grande coisa foi quando ligamos [o helicóptero] no vácuo espacial. Já havíamos testado nosso hardware. Devido ao baixo peso, tivemos que usar componentes comerciais leves, certo? Testamos o helicóptero em um ambiente semelhante ao de Marte [na Terra], mas ainda estávamos apenas simulando. Ligamos e funcionou, ótimo, mas você sabe o quanto eu prendi a respiração? Mas nós superamos o ambiente de lançamento e o verdadeiro vácuo espacial, então estamos bem nisso.

Depois houve a descida e o pouso, a mesma coisa: “Está todo mundo bem?” No dia seguinte ao pouso, quando ligamos, nosso circuito do termostato começou a funcionar novamente. Agora estamos trabalhando no ambiente atmosférico de Marte! Sabemos que o veículo chegou a Marte da forma como o embalamos e lançamos, por isso estamos muito mais confiantes.

Você pode me mostrar os marcos que estão acontecendo agora, enquanto se prepara para o primeiro voo do Ingenuity em Marte?

Já sabemos que estamos trabalhando da maneira que queremos no veículo espacial. O próximo grande momento é quando implantamos, começando agora. É aqui que trabalhamos com a equipe Perseverance rover: JPL e Lockheed Martin que fizeram o sistema de entrega de helicópteros de Marte e AeroVironment, bem como NASA Ames e NASA Langley. Todos nós trabalhamos juntos para colocá-lo no veículo espacial.

Durante a implantação, mais uma vez, queremos saber: Estamos aprendendo algo novo no ambiente de Marte? A descida é provavelmente o maior momento para nós. Aquela provisão de energia que fizemos, aquela pequena camada térmica que estava prendendo o dióxido de carbono. Calculamos a energia certa para as temperaturas de Marte que modelamos? Portanto, esta é uma seção transversal térmica, energia e eletrônica, e toda a modelagem que existe. É tudo uma questão de sobrevivência agora. O nosso hardware sobreviveu bem? Após a descida, sobrevivemos à primeira noite?

Na melhor das hipóteses, você teria cinco voos de teste em Marte, certo?

Sim. Temos até cinco voos planejados. Temos uma janela experimental de 30 dias e então terminaremos. Voamos em uma cadência de três dias, então não é como se pudéssemos voar três dias seguidos.

O que limita você a cinco voos? Se o hardware do Ingenuity exceder suas expectativas, você poderia continuar?

O limite fixo é o tempo. Temos 30 dias. Como você sabe, o Perseverance tem sua própria missão principal incrivelmente importante. Os dias em Marte são extremamente valiosos, por isso estou muito grata por ter conseguido esses dias. Estaremos em principio limitando em 30 dias. Então você precisa voltar para a ciência primária da missão do rover Perseverance.

Testando um modelo de vôo do helicóptero Ingenuity no Simulador Espacial do JPL. Trabalhar na engenharia aqui na Terra foi a parte difícil. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Como engenheira, o que você estará observando durante os voos de teste do Ingenuity? Você fala como se já tivesse completado as partes mais difíceis da missão.

Você entende, absolutamente. Para todos nós, conhecemos este veículo. Nós voamos com os veículos [de teste] tantas vezes, dezenas e dezenas de vezes, em câmaras de voo. Enfatizamos o modelo de desenvolvimento de engenharia e o modelo de voo e o testamos? Como ele sobreviveu à viagem? O principal é que queremos aprender. Se algo inesperado acontecer, como obteremos as informações para que possamos alimentar a próxima geração de veículos [de voo]? É isso que nos move agora.

Você já está pensando em novos veículos voadores para Marte ou outros mundos?

Sim. Existe algo profundo que te move quando você faz tanto trabalho por tantos anos, certo? Para nós, esse impulso está adicionando uma dimensão aérea à exploração espacial. Não apenas uma espaçonave no espaço ou rovers na superfície: também teremos a capacidade de voar da maneira que quisermos. Adicionar essa dimensão aérea será útil de várias maneiras. Os rovers precisam de batedores que possam ver muito à frente, batedores de alta definição que possam ter uma imagem clara de onde você está. Os astronautas do futuro desejarão explorar lugares aos quais não podem chegar.

Agora, o que é possível construir? Como poderemos realizar esta visão?

Você pode ir além do Ingenuity? Você poderia ter helicópteros gigantes voando em Marte?

Estamos em um sistema de 1,2 metro de diâmetro [rotores voadores do Ingenuity] porque esse é o maior que caberia no rover Perseverance, e essa é a maior massa que eles poderiam nos dar. Para os futuros helicópteros, estamos considerando um [rotor] de três ou três metros e meio de diâmetro e uma massa de cerca de 15 quilogramas. Qualquer coisa maior do que isso, a flexibilidade do sistema entra em jogo [e torna o helicóptero instável]. Um sistema como esse poderia carregar cargas úteis de um quilograma. Essa é a visão.

Que tipo de ciência você poderia fazer com uma carga útil de um quilograma voando em Marte?

Oh, a comunidade científica tem muitas ideias sobre instrumentos! Eles também estão apresentando cargas úteis [potenciais] que estão ficando cada vez mais leves. E talvez pudéssemos chegar a uma carga útil de dois quilos. Infelizmente, Marte simplesmente não tem densidade atmosférica suficiente para torná-lo seguro para voar em algo maior.

Você está inflexível de que o Ingenuity não é um "drone". O que há de errado com essa palavra?

Muitas vezes sou provocada por não usar a palavra "drone" para o helicóptero de Marte, mas me sinto muito convicta disso, pelo seguinte motivo: Estamos apenas superando os fundamentos. Esta é uma missão desbravadora para apresentar: Como você o constrói e como o opera? Estamos quebrando o paradigma, mas ainda falta muito. Uma vez que [as máquinas voadoras] se tornem uma norma, que é o nosso sonho, é por isso que trabalhamos tanto, então sim, haverá drones em Marte nesse ponto.

Já existe outra máquina voadora em construção, a missão Dragonfly que voará em Titan em 2036. Você colabora com essa equipe?

Dragonfly é bem diferente. É um grande sistema, um instrumento de nave espacial, porque há muita atmosfera em Titã. No entanto, testar o veículo aéreo ainda é um evento inédito. Como você gira pela primeira vez sem vibrar e tremer? Tudo o que tivemos que resolver, o Dragonfly também fará isso. Será fantástico compartilhar as lições que aprendemos sobre como fazer o veículo aéreo e como você simula o ambiente de voo [alienígena] na Terra.

MiMi Aung (centro) com os engenheiros da NASA Teddy Tzanetos (à esquerda) e Bob Balaram (à direita), que desenvolveram o conceito de um helicóptero de Marte na década de 1990. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Para onde mais poderíamos voar no sistema solar?

Cada objeto planetário que possui atmosfera é um alvo potencial. Quando o Dragonfly foi selecionado, foi fantástico porque, sim, vai haver outro veículo aéreo! Sim, realmente pode se tornar a norma. Em qualquer lugar para onde enviamos landers ou rovers, por que não ter uma máquina voadora acompanhando? Esse é o meu sonho. Se você for a Marte, por que não? Por que não colocar vários helicópteros em [um futuro rover], várias cópias? A essa altura, podemos chamá-los de drones. É uma ferramenta de exploração muito poderosa.

Eu nem tinha pensado nisso. Você poderia ter enxames de robôs voadores.

Absolutamente! Você pode ir para todas as dimensões. Você poderia torná-lo grande e adicionar sistemas de telecomunicação para que possa se comunicar diretamente com a Terra, então você não precisa ir para o rover ou retransmitir com orbitadores. Ou você pode ir em um determinado tamanho e enviar um monte deles. Se você for pequeno, pode construir um sistema muito pequeno e extremamente limpo [esterilizado para evitar contaminar Marte ou outros mundos]. Você pode explorar áreas sensíveis. Ou podemos enviar enxames que compartilham informações e levam dados simultaneamente em diferentes áreas.

Isso abre um novo caminho de exploração.

Já que você está sempre ansiosa - qual é o próximo desafio para você?

Estou trabalhando em uma proposta para a NASA na missão Vênus chamada VERITAS. A decisão da NASA [de voar o VERITAS] vem em julho. Então, estou em Marte com o helicóptero e em Vênus em paralelo enquanto conversamos.

É hora de voltar para Vênus. Não vamos lá há 30 anos. Nossa proposta é toda uma investigação global da superfície e do interior. Vênus contém tantas respostas para a evolução dos planetas rochosos. É fundamental e é nosso vizinho mais próximo. Começou tão semelhante à Terra em massa e tamanho.

Você realmente tem um trabalho incrível.

Muito obrigada. É muito divertido contar essa história. É como uma grande recompensa depois de todo o trabalho que você faz.

Fonte: Astronomy