Para observadores casuais, pousar um rover em Marte pode parecer uma espécie de notícia velha, Acredite ou não, especialmente depois de todos os sucessos da NASA. Mas muitos provavelmente não estão cientes da chamada "Maldição de Marte". O fato é que, muitas das espaçonaves que tentam pousar lá falham e caem.

O próximo a enfrentar o desafio da maldição de Marte é o rover Perseverance da NASA. Ele tentará sua tão esperada aterrissagem na cratera de Jezero em 18 de fevereiro. O pessoal da NASA deu ao rover Perseverance algumas ferramentas bem ajustadas para levá-lo à superfície marciana com segurança e vencer a maldição de Marte.

O rover Perseverance está pousando na cratera de Jezero porque a NASA acredita que pode fazer a melhor ciência lá. O objetivo da missão é buscar sinais de vida antiga e coletar amostras para um possível retorno à Terra. A cratera de Jezero é uma antiga, paleo-lakebed seco. Ele contém sedimentos preservados e um delta. De acordo com a NASA, a cratera é uma das "paisagens mais antigas e cientificamente interessantes que Marte tem a oferecer". Os cientistas pensam que se houver alguma evidência fossilizada de vida antiga, eles podem encontrá-lo em Jezero.

Mas também é perigoso pousar.

"Jezero tem 28 milhas de largura, mas dentro dessa expansão, há muitos perigos potenciais que o rover pode encontrar:colinas, campos rochosos, dunas, as paredes da própria cratera, para citar apenas alguns, "disse Andrew Johnson, principal engenheiro de sistemas robóticos do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. "Então, se você pousar em um desses perigos, pode ser catastrófico para toda a missão. "

Cerca de 60% de todas as espaçonaves enviadas a Marte falham. O Perseverance usará o que é conhecido como navegação relativa do terreno (TRN), uma tecnologia usada pela primeira vez em mísseis de cruzeiro, para evitar o mesmo fracasso. Em termos gerais, O TRN consiste em dois elementos:um mapa de bordo da área de pouso com elevações e perigos, e uma câmera de navegação. Conforme o Perseverance se aproxima de sua elipse de aterrissagem, a câmera compara suas imagens em tempo real com o mapa de bordo e comanda os foguetes da sonda para direcionar a nave para longe de perigos conhecidos.

Geral, o sistema de pouso autônomo do rover é conhecido como sistema de visões de pouso, ou LVS.

"Para Marte 2020, O LVS usará as informações de posição para descobrir onde o rover está em relação aos pontos seguros entre esses perigos. E em um desses locais seguros é onde o rover pousará, "Johnson explicou em um comunicado à imprensa.

Este tipo de sistema está em desenvolvimento há algum tempo. O OSIRIS-REx da NASA usou um em sua arriscada manobra de coleta de amostras no asteróide Bennu. Esse sistema foi chamado de Rastreamento de Característica Natural (NFT) e guiou efetivamente a espaçonave até a superfície coberta de pedras de Bennu. A missão do OSIRIS-REx foi bem-sucedida, e as amostras devem chegar à Terra em setembro de 2023.

Mas um sistema como o do Perseverance não vem sem muito trabalho duro e tempo de espera. Está em desenvolvimento há vários anos, e esperançosamente, todo o desenvolvimento e teste valerão a pena.

Swati Mohan é a orientação, navegação, e liderança de operações de controle para Marte 2020 no JPL. Os primeiros dois estágios de teste foram hardware e simulação, e ambos foram feitos em um laboratório. No comunicado à imprensa, Mohan disse, "É onde testamos todas as condições e variáveis ​​que podemos. Vácuo, vibração, temperatura, compatibilidade elétrica - colocamos o hardware à prova. "

Depois que o hardware foi submetido a todo esse escrutínio, é hora de simulações. "Então, com a simulação, modelamos vários cenários que os algoritmos de software podem encontrar em Marte - um dia muito ensolarado, dia muito escuro, dia de vento - e garantimos que o sistema se comporte conforme o esperado, independentemente dessas condições, "Mohan disse.

Depois disso, o sistema estava pronto para testes de vôo. Mas não de forma autônoma. Em vez de, foi testado em um helicóptero, onde foi usado para estimar a altitude e a posição do helicóptero.

"Isso nos levou a um certo nível de prontidão técnica porque o sistema podia monitorar uma ampla variedade de terrenos, mas não teve o mesmo tipo de descida que o Perseverance terá, "disse Johnson." Havia também a necessidade de demonstrar o LVS em um foguete. "

O sistema LVS foi testado repetidamente em campo em um foguete. Esse foguete, o Masten Space System Xombie, serviu como base de teste para LVS a partir de 2014. O Programa de Oportunidades de Voo da NASA financiou esses testes.

"O teste no foguete eliminou praticamente todas as dúvidas remanescentes e respondeu afirmativamente a uma pergunta crítica para a operação LVS, "disse Nikolas Trawny do JPL, um engenheiro de carga útil e sistemas de controle de apontamento que trabalhou em estreita colaboração com Masten nos testes de campo de 2014. "Foi então que soubemos que o LVS funcionaria durante a descida vertical de alta velocidade típica dos pousos em Marte."

"O teste que o Flight Opportunities foi criado para fornecer era realmente sem precedentes na NASA na época, "disse Johnson." Mas ele se provou tão valioso que agora se espera que faça esses tipos de testes de vôo. Para LVS, esses voos de foguete foram a pedra angular de nosso esforço de desenvolvimento de tecnologia. "

O sistema LVS é complexo. Não só pode guiar o rover Perseverance para a superfície, mas pode fazer isso da maneira mais eficiente em termos de combustível. O combustível para os foguetes do módulo de pouso é limitado, obviamente, então há realmente apenas uma chance de acertar. Completamente, o sistema foi testado com sucesso e agora está a apenas alguns dias do negócio real:o pouso na cratera de Jezero.

Mas mesmo com todos os testes completos do sistema autônomo, ainda pode haver surpresas. A vida real é sempre diferente das simulações, e embora a NASA esteja confiante no sistema, eles ainda estarão prontos para responder e se adaptar a quaisquer problemas ou mudanças nas condições.

"A vida real sempre pode lançar bolas curvas para você. Então, monitoraremos tudo durante a fase de cruzeiro, verificando a alimentação da câmera, certificando-se de que os dados estão fluindo conforme o esperado, "Mohan disse." E assim que recebermos o sinal do veículo espacial que diz, "Eu pousei e estou em terreno estável, "então podemos comemorar."