Por 10 anos, o robusto rover explorou a superfície marciana em grande detalhe

O rover Mars Curiosity da NASA tirou esta selfie em 13 de junho de 2018. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech

O rover Curiosity da NASA está atualmente percorrendo a paisagem de Marte em busca de sinais de vida e aprendendo sobre o ambiente único do Planeta Vermelho. Em 2 de agosto de 2022, o rover viajou 28,39 quilômetros. 

O Curiosity foi lançado a bordo de um foguete Atlas V da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, Flórida, em 26 de novembro de 2011, e pousou em 5 de agosto de 2012, após levar oito meses e 10 dias para chegar ao Planeta Vermelho. 

O rover faz parte da missão do Mars Science Laboratory da NASA, que testou um novo método de pouso, vendo a espaçonave descer de paraquedas antes que seu sistema de pouso disparasse seus foguetes e pairasse enquanto o rover era baixado para a superfície. Um processo semelhante de entrada e pouso foi repetido em fevereiro de 2021, quando o rover Perseverance chegou a Marte.

Durante sua década explorando o Planeta Vermelho, o Curiosity viajou da Cratera Gale para Aeolis Mons (coloquialmente chamado de Monte Sharp). Durante suas viagens, o rover encontrou extensas evidências de mudanças geológicas e hídricas do passado, bem como mudanças no clima. 

CURIOSIDADE: TAMANHO E VELOCIDADE

Uma coisa que faz o Curiosity se destacar é seu tamanho: O Curiosity é do tamanho de um pequeno SUV. Tem 3m por 2,8m (9 pés e 10 polegadas de comprimento por 9 pés e 1 polegada de largura) e cerca de 2,1 m (7 pés de altura). Pesa 900 quilos. (2.000 libras). As rodas do Curiosity têm um diâmetro de 50,8 cm (20 polegadas). 

Engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA projetaram o rover para passar por cima de obstáculos de até 65 centímetros (25 polegadas) de altura e viajar cerca de 200m (660 pés) por dia. A energia do rover vem de um gerador termoelétrico de radioisótopos multimissão, que produz eletricidade a partir do calor do decaimento radioativo do plutônio-238.

OBJETIVOS CIENTÍFICOS DO ROVER CURIOSITY

De acordo com a NASA, o Curiosity tem quatro objetivos científicos principais em apoio ao programa de exploração de Marte da agência:

• Determinar se a vida já surgiu em Marte.
• Caracterizar o clima de Marte.
• Caracterizar a geologia de Marte.
• Preparar para a exploração humana.

Os objetivos estão intimamente interligados. Por exemplo, entender o clima atual de Marte também ajudará a determinar se os humanos podem explorar sua superfície com segurança. Estudar a geologia de Marte ajudará os cientistas a entender melhor se a região próxima ao local de pouso do Curiosity seria habitável. Para ajudar a cumprir melhor essas grandes metas, a NASA dividiu as metas científicas em oito objetivos menores, que vão da biologia à geologia e aos processos planetários.

INSTRUMENTOS DO CURIOSITY

Em apoio à ciência, o Curiosity tem um conjunto de instrumentos a bordo para examinar melhor o ambiente. Isso inclui:

• Câmeras que podem tirar fotos da paisagem ou de minerais em close-up: Mast Camera (Mastcam), Mars Hand Lens Imager (MAHLI) e Mars Descent Imager (MARDI).
• Espectrômetros para melhor caracterizar a composição de minerais na superfície marciana: Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS), Chemistry & Camera (ChemCam), Chemistry & Mineralogy X-Ray Difraction/X-Ray Fluorescence Instrument (CheMin) e Sample Analysis em Marte (SAM) Instrument Suite.
• Detectores de radiação para ter uma noção de quanta radiação banha a superfície, o que ajuda os cientistas a entender se os humanos podem explorar lá, e se os micróbios podem sobreviver lá. Eles são, Detector de Avaliação de Radiação (RAD) e Albedo Dinâmico de Nêutrons (DAN).
• Sensores ambientais para observar o clima atual. Ela é uma Estação de Monitoramento Ambiental Rover (REMS).
• Um sensor atmosférico chamado Mars Science Laboratory Entry Descent and Landing Instrument (MEDLI) foi usado principalmente durante o pouso.

Um pouso complicado

Infográfico detalhando a sequência de pouso do rover Curiosity. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech

A espaçonave chegou a Marte em 6 de agosto de 2012, após uma ousada sequência de pouso que a NASA apelidou de "Sete Minutos de Terror". Por causa do peso do Curiosity, a NASA determinou que o método anterior de usar um modo de rolamento com sacos de terra provavelmente não funcionaria. Em vez disso, o rover passou por uma sequência extremamente complicada de manobras para pousar.

De uma entrada de fogo na atmosfera, um paraquedas supersônico precisou ser implantado para desacelerar a espaçonave. Funcionários da NASA disseram que o paraquedas precisaria suportar 29.480 kg (65.000 libras) para evitar a queda da espaçonave na superfície.

Sob o paraquedas, o MSL soltou a parte inferior de seu escudo térmico para que pudesse fixar um radar na superfície e descobrir sua altitude. O paraquedas só poderia diminuir o MSL para 322 km/h (200 mph), rápido demais para o pouso. Para resolver o problema, os engenheiros projetaram o conjunto para cortar o paraquedas e usar foguetes para a parte final da sequência de pouso.

Cerca de 18m (60 pés) acima da superfície, o "guindaste celeste" da MSL foi implantado. O conjunto de pouso suspendeu o rover abaixo dos foguetes usando uma trava de 6m. Caindo a 2,4 km/h, o MSL tocou suavemente o solo na Cratera Gale no mesmo momento em que o guindaste celeste cortou a conexão e voou para longe, colidindo com a superfície.

O pessoal da NASA assistiu tensamente a descida do rover na televisão ao vivo. Quando receberam a confirmação de que o Curiosity estava seguro, os engenheiros bateram os punhos sobre a mesa e pularam para cima e para baixo em júbilo.

COMO O CURIOSITY ESTÁ PROCURANDO SINAIS DE VIDA?

O rover Curiosity pode fazer furos para investigar rochas marcianas e analisar sua composição. Crédito da imagem: NASA

O rover tem algumas ferramentas para procurar habitabilidade. Entre eles está um experimento que bombardeia a superfície com nêutrons, que desacelerariam se encontrassem átomos de hidrogênio: Um dos elementos da água.

O braço de 2,1m (7 pés) do Curiosity pode coletar amostras da superfície e cozê-las dentro do rover, farejando os gases que saem de lá e analisando-os em busca de pistas sobre como as rochas e o solo se formaram.

O instrumento de Análise de Amostra de Marte, se detectar evidências de material orgânico, pode confirmar isso. Na frente do Curiosity, sob capas de papel alumínio, estão vários blocos cerâmicos infundidos com compostos orgânicos artificiais.

O Curiosity pode perfurar cada um desses blocos e colocar uma amostra em seu forno para medir sua composição. Os pesquisadores vão então ver se aparecem orgânicos que não deveriam estar no bloco. Se assim for, os cientistas provavelmente determinarão que estes são organismos pedindo carona da Terra.

Câmeras de alta resolução ao redor do rover tiram fotos enquanto ele se move, fornecendo informações visuais que podem ser comparadas aos ambientes da Terra. Isso foi usado quando o Curiosity encontrou evidências de um leito de riacho, por exemplo.

Em setembro de 2014, o Curiosity chegou ao seu destino científico, Mount Sharp (Aeolis Mons), logo após uma revisão científica da NASA dizer que o rover deveria dirigir menos e procurar mais destinos habitáveis. Agora está avaliando cuidadosamente as camadas na encosta à medida que se move para cima. O objetivo é ver como o clima de Marte mudou de um passado úmido para as condições mais secas e ácidas de hoje.

"Acho que a principal recomendação da equipe é que dirijamos menos e perfuremos mais", disse o cientista do projeto Curiosity, John Grotzinger, durante uma entrevista coletiva na época. “As recomendações da revisão e o que queremos fazer como equipe científica vão se alinhar porque agora chegamos ao Monte Sharp”.

EVIDÊNCIA PARA A VIDA: MOLÉCULAS ORGÂNICAS E METANO

A principal missão do Curiosity é determinar se Marte é, ou era, adequado para a vida. Embora não seja projetado para encontrar vida em si, o rover carrega vários instrumentos a bordo que podem trazer informações sobre o ambiente ao redor.

Os cientistas atingiram algo próximo do jackpot no início de 2013, quando o rover transmitiu informações mostrando que Marte tinha condições habitáveis no passado. 

O pó das primeiras amostras de perfuração que o Curiosity obteve incluíam os elementos de enxofre, nitrogênio, hidrogênio, oxigênio, fósforo e carbono, que são considerados "blocos de construção" ou elementos fundamentais que podem sustentar a vida. Embora isso não seja evidência de vida em si, a descoberta ainda foi emocionante para os cientistas envolvidos na missão.

A paisagem de Marte é coberta por formações rochosas interessantes, como esta cena de butte da área de "Murray Buttes". Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/MSSS

"Uma questão fundamental para esta missão é se Marte poderia ter sustentado um ambiente habitável", afirmou Michael Meyer, cientista-chefe do Programa de Exploração de Marte da NASA. "Pelo que sabemos agora, a resposta é sim".

Os cientistas também detectaram um grande aumento nos níveis de metano em Marte no final de 2013 e início de 2014, em um nível de cerca de 7 partes por bilhão (em comparação com os habituais 0,3 ppb a 0,8 ppb). Esta foi uma descoberta notável porque, em algumas circunstâncias, o metano é um indicador de vida microbiana. Mas também pode apontar para processos geológicos. Em 2016, no entanto, a equipe determinou que o pico de metano não era um evento sazonal. Há mudanças de fundo menores no metano, no entanto, que podem estar ligadas às estações do ano.

O Curiosity também fez a primeira identificação definitiva de orgânicos em Marte, conforme anunciado em dezembro de 2014. Os orgânicos são considerados os blocos de construção da vida, mas não necessariamente apontam para a existência de vida, pois também podem ser criados por meio de reações químicas. 

“Embora a equipe não possa concluir que havia vida na Cratera Gale, a descoberta mostra que o ambiente antigo oferecia um suprimento de moléculas orgânicas reduzidas para uso como blocos de construção para a vida e uma fonte de energia para a vida”, afirmou a NASA na época.

Os resultados iniciais divulgados na Lunar and Planetary Science Conference em 2015 mostraram que os cientistas encontraram moléculas orgânicas complexas em amostras marcianas armazenadas dentro do rover Curiosity, mas usando um método casual. Em 2018, os resultados baseados no trabalho do Curiosity adicionaram mais evidências de que a vida era possível em Marte. Um estudo descreveu a descoberta de mais moléculas orgânicas em rochas de 3,5 bilhões de anos, enquanto o outro mostrou que as concentrações de metano na atmosfera mudam sazonalmente. (As mudanças sazonais podem significar que o gás é produzido a partir de organismos vivos, mas ainda não há provas definitivas sobre). 

Em janeiro de 2022, os cientistas anunciaram que o rover havia encontrado alguns compostos orgânicos interessantes no Planeta Vermelho. Os compostos podem ser sinais de vida antiga em Marte, mas é necessário muito mais pesquisa para testar essa hipótese. 

O QUE MAIS O CURIOSITY ESTÁ PROCURANDO?

Características escuras, em forma de bastão, do tamanho de um grão de arroz, podem ser vistas agrupadas nesta rocha marciana. Esta é uma visão mesclada de foco da câmera Mars Hand Lens Imager (MAHLI) no rover Curiosity Mars da NASA. Abrange uma área de cerca de 2 polegadas (5 centímetros) de diâmetro.  (Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Além da busca por habitabilidade, o Curiosity possui outros instrumentos a bordo que são projetados para aprender mais sobre o ambiente que o cerca. Entre esses objetivos está em ter um registro contínuo de observações meteorológicas e de radiação para determinar o quão adequado seria o local para uma eventual missão humana.

O Detector de Avaliação de Radiação do Curiosity funciona por 15 minutos a cada hora para medir uma faixa de radiação no solo e na atmosfera. Os cientistas, em particular, estão interessados em medir "raios secundários" ou radiação que pode gerar partículas de baixa energia depois de atingir as moléculas de gás na atmosfera. Os raios gama ou nêutrons gerados por esse processo podem causar risco aos seres humanos. Além disso, um sensor ultravioleta preso no deck do Curiosity rastreia a radiação continuamente.

Em dezembro de 2013, a NASA determinou que os níveis de radiação medidos pelo Curiosity eram gerenciáveis para uma missão tripulada a Marte no futuro. Uma missão com 180 dias voando para Marte, 500 dias na superfície e 180 dias voltando para a Terra criaria uma dose de 1,01 sieverts (O sievert é a unidade usada para dar uma avaliação do impacto da radiação ionizante sobre os seres humanos), determinou o Detector de Avaliação de Radiação do Curiosity. O limite de vida total para os astronautas da Agência Espacial Europeia é de 1 sievert, o que está associado a um aumento de 5% no risco fatal de câncer ao longo da vida de uma pessoa.

A Estação de Monitoramento Ambiental do Rover mede a velocidade do vento e traça sua direção, além de determinar a temperatura e a umidade do ar circundante. Em 2016, os cientistas conseguiram ver tendências de longo prazo na pressão atmosférica e na umidade do ar. Algumas dessas mudanças ocorrem quando as calotas polares de dióxido de carbono do inverno derretem na primavera, despejando grandes quantidades de umidade no ar.

Em junho de 2017, a NASA anunciou que o Curiosity tinha uma nova atualização de software que permitiria escolher alvos sozinho. A atualização, chamada Autonomous Exploration for Gathering Increased Science (AEGIS), representou a primeira vez que a inteligência artificial foi implantada em uma espaçonave distante.

No início de 2018, o Curiosity enviou fotos de cristais que poderiam ter se formado a partir de lagos antigos em Marte. Existem várias hipóteses para essas características, mas uma possibilidade é que elas são formadas depois que os sais são concentrados em um lago de água em evaporação. (Alguns rumores na Internet especularam que os recursos eram sinais de vida escondida, mas a NASA rapidamente desconsiderou essa hipótese com base em seus ângulos lineares, um recurso muito semelhante ao crescimento cristalino). 

AS PROVAÇÕES E TRIBULAÇÕES DO CURIOSITY

Vapores de um experimento de "química úmida" preenchido com um fluido chamado MTBSTFA (N-metil-N-terc-butildimetilsilil-trifluoroacetamida) contaminaram um instrumento de análise de cheiro de gás logo após o pouso do Curiosity. Como os cientistas sabiam que as amostras coletadas já estavam reagindo com o vapor, eles acabaram descobrindo uma maneira de buscar e preservar os orgânicos após a extração, coleta e análise do vapor.

O Curiosity teve uma falha perigosa no computador apenas seis meses após o pouso que colocou o rover a apenas uma hora de perder o contato com a Terra para sempre, revelou a NASA em 2017. Outra breve falha em 2016 interrompeu brevemente o trabalho científico, mas o rover rapidamente retomou sua missão.

Nos meses após o pouso, a NASA notou danos nas rodas do rover aparecendo muito mais rápido do que o esperado. Em 2014, os controladores fizeram o roteamento do rover para retardar o aparecimento buracos. "Eles estão sofrendo danos. Essa é a surpresa que recebemos no final do ano passado", disse Jim Erickson, gerente do projeto Curiosity no Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA em Pasadena, Califórnia, em uma entrevista em julho de 2014. "Sempre esperávamos que tivéssemos alguns buracos nas rodas enquanto dirigíamos. É apenas a magnitude do que estamos vendo que foi a surpresa".

A NASA foi pioneira em uma nova técnica de perfuração em Monte Sharp em fevereiro de 2015 para iniciar as operações em uma configuração mais baixa, um requisito para trabalhar com a rocha macia em algumas regiões. (Anteriormente, uma amostra de rocha quebrou após ser examinada com a broca). 

Os engenheiros tiveram problemas mecânicos com a broca do Curiosity a partir de 2016, quando um motor fixado em duas colunas estabilizadoras na broca deixou de funcionar. A NASA examinou várias técnicas alternativas de perfuração e, em 20 de maio de 2018, a broca obteve suas primeiras amostras em mais de 18 meses. Em 2020, o Curiosity se recuperou de mais uma falha quando perdeu sua orientação no meio de seu último conjunto de atividades. 

A resiliência do rover é uma prova de seu design robusto e da natureza do trabalho pesado dos cientistas envolvidos na missão. Por causa disso, o rover ultrapassou sua missão primária de dois anos terrestres e continua a pesquisar o planeta 10 anos após o pouso. 

INFORMAÇÕES ADICIONAIS

• Para obter informações atualizadas sobre a localização atual do Curiosity, bem como ver onde ele esteve, confira o recurso da NASA, onde está o rover. 
• Esta ferramenta interativa da NASA permite explorar a superfície de Marte com o Curiosity e descobrir mais sobre onde o rover esteve. 
• Explore o Curiosity com ainda mais detalhes com este recurso de rover 3D.

BIBLIOGRAFIA

• NASA. Metas. NASA. Acesso em 2 de agosto de 2022, de https://mars.nasa.gov/msl/mission/science/goals/
• NASA. Objetivos. NASA. Acesso em 2 de agosto de 2022, de https://mars.nasa.gov/msl/mission/science/objectives/
• NASA. Resumo. NASA. Acesso em 2 de agosto de 2022, de https://mars.nasa.gov/msl/spacecraft/instruments/summary/
• NASA. Onde está o curiosity? Mapa de localização. NASA. Acesso em 2 de agosto de 2022, de https://mars.nasa.gov/msl/mission/where-is-the-rover/

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Referência:

HOWELL, Elizabeth; DOBRIJEVIC, Daisy. Curiosity rover: The ultimate guide. Space, Nova York, 02, ago. 2022. References. Disponível em: <https://www.space.com/17963-mars-curiosity.html>. Acesso em: 02, ago. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.