As amostras que a Apollo 11 trouxe da Lua para a Terra foram as primeiras de outro corpo celeste da humanidade. A próxima missão Mars 2020 Perseverance rover da NASA irá coletar as primeiras amostras de outro planeta (o vermelho) para retornar à Terra em missões subsequentes. No lugar de astronautas, o rover Perseverance contará com o mais complexo, mecanismo mais eficiente e mais limpo já enviado ao espaço, o Sample Caching System.

Os 39 finais dos 43 tubos de amostra no coração do sistema de amostra foram carregados, junto com o conjunto de armazenamento que irá mantê-los, a bordo do rover Perseverance da NASA em 20 de maio no Kennedy Space Center, na Flórida. (Os outros quatro tubos já foram carregados em diferentes locais no Sample Caching System.) A integração dos tubos finais marca outra etapa importante na preparação para a abertura do período de lançamento do rover em 17 de julho.

"Embora você não possa deixar de se maravilhar com o que foi alcançado nos dias de Apolo, eles tinham algo a seu favor e nós não:botas no chão, "disse Adam Steltzner, engenheiro-chefe da missão Mars 2020 Perseverance rover no Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia. "Para coletarmos as primeiras amostras de Marte para retornar à Terra, no lugar de dois astronautas, temos três robôs que trabalham com a precisão de um relógio suíço ”.

Enquanto muitas pessoas pensam no rover Perseverance como um robô, na verdade, é semelhante a uma coleção de robôs trabalhando juntos. Localizado na frente do rover Perseverance, o próprio Sample Caching System é composto por três robôs, o mais visível sendo o braço robótico do rover com 2 metros de comprimento. Aparafusado à frente do chassi do rover, o braço de cinco juntas carrega uma grande torre que inclui uma broca percussiva rotativa para coletar amostras de rocha e regolito de Marte (rocha quebrada e poeira).

O segundo robô parece um pequeno disco voador embutido na frente do rover. Chamado de carrossel de bits, este aparelho é o intermediário final para todas as transações de amostra da Mars:ele fornecerá brocas e tubos de amostra vazios para a perfuradora e, posteriormente, moverá os tubos cheios de amostra para o chassi do rover para avaliação e processamento.

O terceiro robô no Sample Caching System é o braço de manuseio de amostras com 0,5 metros de comprimento (conhecido pela equipe como "braço T. rex"). Localizado na barriga do veículo espacial, ele continua de onde o carrossel de bits parou, mover tubos de amostra entre as estações de armazenamento e documentação, bem como o carrossel de brocas.

Precisão semelhante a um relógio

Todos esses robôs precisam funcionar com a precisão de um relógio. Mas onde o cronômetro suíço típico tem menos de 400 peças, o Sample Caching System tem mais de 3, 000.

"Parece muito, mas você começa a perceber a necessidade de complexidade quando considera que o Sample Caching System tem a tarefa de perfurar autonomamente a rocha de Marte, retirando amostras de núcleo intactas e, em seguida, selando-as hermeticamente em vasos hiperestéreis que são essencialmente livres de qualquer material orgânico originário da Terra que possa atrapalhar a análise futura, "disse Steltzner." Em termos de tecnologia, é o mais complicado, mecanismo mais sofisticado que já construímos, testado e preparado para voos espaciais. "

O objetivo da missão é coletar uma dúzia ou mais amostras. Então, como este robô de três, coleção labiríntica de motores do tamanho de um porta-malas, caixas de engrenagens planetárias, codificadores e outros dispositivos trabalham juntos meticulosamente para aceitá-los?

"Essencialmente, depois que nossa broca percussiva rotativa coleta uma amostra de núcleo, ele vai virar e acoplar com um dos quatro cones de encaixe do carrossel de brocas, "disse Steltzner." Em seguida, o carrossel de brocas gira aquela broca preenchida com Marte e um tubo de amostra para baixo dentro do rover para um local onde nosso braço de manuseio de amostra pode agarrá-lo. Esse braço puxa o tubo de amostra cheio para fora da broca e o leva para ser fotografado por uma câmera dentro do Sample Caching System. "

Depois que a imagem do tubo de amostra é criada, o pequeno braço robótico move-o para a estação de avaliação de volume, onde uma vareta empurra para baixo na amostra para avaliar seu tamanho. "Então voltamos e pegamos outra imagem, "disse Steltzner." Depois disso, pegamos um lacre - um pequeno plugue - para a parte superior do tubo de amostra e voltamos para tirar outra imagem. "

Próximo, o Sample Caching System coloca o tubo na estação de selagem, onde um mecanismo fecha hermeticamente o tubo com a tampa. "Então tiramos o tubo, "adicionou Steltzner, "e nós o devolvemos ao armazenamento de onde começou."

Projetando e fabricando o sistema, em seguida, integrado ao Perseverance foi um esforço de sete anos. E o trabalho não foi feito. Como tudo o mais no rover, existem duas versões do Sample Caching System:um modelo de teste de engenharia que ficará aqui na Terra e o modelo de vôo que viajará para Marte.

"O modelo de engenharia é idêntico em todos os aspectos possíveis ao modelo de vôo, e é nosso trabalho tentar quebrá-lo, "disse Kelly Palm, o engenheiro de integração do Sample Caching System e líder de teste Mars 2020 no JPL. "Fazemos isso porque preferimos que as coisas se desgastem ou quebrem na Terra do que em Marte. Por isso, colocamos o modelo de teste de engenharia à prova para informar nosso uso de seu gêmeo de voo em Marte."

Para esse fim, a equipe usa diferentes rochas para simular tipos de terreno. Eles os perfuram de vários ângulos para antecipar qualquer situação imaginável em que o rover possa estar, onde a equipe de ciência possa querer coletar uma amostra.

"De vez em quando, Eu tenho que parar um minuto e contemplar o que estamos fazendo, "disse Palm." Há apenas alguns anos, eu estava na faculdade. Agora estou trabalhando no sistema que será responsável por coletar as primeiras amostras de outro planeta para retornar à Terra. Isso é incrível. "

Perseverance é um cientista robótico com cerca de 2, 260 libras (1, 025 quilogramas). A missão astrobiológica do rover irá procurar por sinais de vida microbiana passada. Irá caracterizar o clima e a geologia do planeta, coletar amostras para futuro retorno à Terra, e pavimenta o caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho. Não importa o dia, a Perseverança decola durante seu período de 17 de julho a agosto. 11 período de lançamento, ele pousará na cratera de Jezero, em Marte, em 18 de fevereiro, 2021.