O Ingenuity Mars Helicopter da NASA viajará com o rover Perseverance por 314 milhões de milhas (505 milhões de quilômetros) de espaço interplanetário para chegar a Marte. Mas para a equipe que trabalha no primeiro teste de voo experimental em outro planeta, projetar os 13 centímetros finais da jornada está entre os mais desafiadores de todos. Para navegar com segurança esses 5 polegadas - a distância que o Ingenuity vai viajar de onde está alojado no rover até a superfície de Marte - eles criaram o engenhoso Mars Helicopter Delivery System.

"A engenhosidade é diferente de qualquer outro helicóptero já construído porque o vôo controlado com motor em Marte é diferente de tudo que já foi tentado, "disse MiMi Aung, gerente de projeto do Mars Helicopter no Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia. "E então tivemos que descobrir como pegar uma carona e sair com segurança do rover Perseverance Mars 2020."

Fuselagem quadrada do Ingenuity (que abriga computadores, máquinas fotográficas, baterias e semelhantes) é do tamanho de uma bola de softball (7,9 por 6,3 por 5,5 polegadas, ou 20 por 16 por 14 centímetros). Mas se você olhar para fora da caixa, você encontrará muitas outras coisas importantes, incluindo uma antena, painel solar, pernas de pouso e dois rotores medindo 4 pés (1,2 metros) de diâmetro - o que torna o armazenamento e o desdobramento do helicóptero um desafio. Todo o pacote inclina a balança em cerca de 4 libras (2 kg).

"Em uma missão Mars rover, a adição de até mesmo uma nova lavadora é geralmente digna de debate, "disse Chris Salvo, o líder da interface do helicóptero da missão Mars 2020 no JPL. "O Ingenuity Mars Helicopter é um grande, frágil, montagem única de hardware que é diferente de qualquer coisa que a NASA já acomodou em uma missão planetária. "

Os engenheiros da missão consideraram cada espaço de estacionamento disponível no chassi do rover para sua adição incomum, incluindo o braço robótico. Eles finalmente pousaram na barriga de Perseverança, que em um trecho relativamente plano da superfície do Planeta Vermelho deve oferecer cerca de 26 polegadas (67 centímetros) de distância do solo. Embora possa parecer muito espaço (um SUV terrestre fornece cerca de um terço disso), o sistema de aplicação reduz essa distância em cerca de 2 polegadas (6 centímetros). A engenhosidade tem cerca de 49 centímetros de altura. É aqui que entra a jornada de 5 polegadas.

"Não há muito espaço para brincar, "disse Salvo, "mas descobrimos que se você prender o helicóptero horizontalmente, há o suficiente para fazer o trabalho. "

Como o trabalho é feito

O Ingenuity será implantado cerca de dois meses após a chegada do Perseverance em 18 de fevereiro, 2021. Durante as primeiras operações de superfície, as equipes do rover e do helicóptero estarão à procura de campos de aviação em potencial - uma área de 33 por 33 pés (10 por 10 metros) de propriedade marciana que é comparativamente plana, nível, sem obstruções e visível pelo Perseverance quando o rover está estacionado próximo a um campo de futebol.

Por volta do 60º dia marciano, ou sol, da missão, O Perseverance derrubará o escudo de composto de grafite do Mars Helicopter Delivery System que protegeu o helicóptero durante o pouso. Em seguida, ele irá para o centro do campo de aviação escolhido. Cerca de seis dias depois, depois que as equipes de helicópteros e rover estiverem satisfeitas, tudo estará pronto, eles comandarão o Mars Helicopter Delivery System para fazer seu trabalho.

O processo de implantação começa com a liberação de um mecanismo de travamento que mantém o helicóptero no lugar. Em seguida, um dispositivo pirotécnico de corte de cabos dispara, permitindo que um braço com mola que segura o helicóptero comece a girar o Ingenuity para fora de sua posição horizontal. Pelo caminho, um pequeno motor elétrico puxará o braço até travar, trazendo o corpo do helicóptero completamente vertical com duas de suas pernas de pouso com mola implantadas. Outro incêndio pirotécnico, liberando as outras pernas.

"E o tempo todo, o sistema de implantação deve manter as conexões elétricas e de cabos de dados entre o rover e o helicóptero até que esteja pronto para cair, "disse David Buecher, gerente de sistema de implantação na Lockheed Martin Space em Denver, que construiu o sistema. "Embora eu tenha trabalhado em meu quinhão de sistemas de implantação baseados no espaço, este estava em outro nível. "

Se tudo correr bem, controladores de missão irão comandar o sistema de entrega para liberar, e o Ingenuity cobrirá os últimos 5 polegadas. Assim que uma boa queda for confirmada, Perseverança será ordenada a se afastar para que o helicóptero possa começar a recarregar suas baterias com seu painel solar. Nesse ponto, o relógio de 30 sol no programa de teste de vôo da Ingenuity começa.

O Ingenuity Mars Helicopter é um teste de voo experimental de nova tecnologia. As futuras missões a Marte podem recrutar helicópteros de segunda geração para adicionar uma dimensão aérea às suas explorações. Eles poderiam atuar como batedores para tripulações humanas, carregue pequenas cargas ou investigue penhascos, cavernas, crateras profundas e outros destinos não visitados ou de difícil acesso. Mas antes que isso aconteça, um veículo de teste tem que provar que é possível.

E antes que o veículo de teste possa fazer isso, tem que pousar com segurança na superfície de Marte.

"Ingenuidade precisa de perseverança, "disse Aung." O Mars Helicopter Delivery System é um dispositivo engenhoso e apenas um dos exemplos de como a missão Mars 2020 funcionou acima e além da chamada para acomodar nosso projeto de teste. Junto com ele e o helicóptero, eles tiveram que incorporar uma estação base eletrônica e uma antena dedicada inteiramente às operações de helicóptero no rover. Nossas equipes tiveram que trabalhar juntas para fazer esse sistema complexo funcionar. Quando a Ingenuidade voa, será uma conquista que todos podemos compartilhar. "

Sobre a missão Mars 2020

Uma divisão da Caltech em Pasadena, O JPL construiu e gerencia o helicóptero da NASA. A Lockheed Martin Space forneceu o Mars Helicopter Delivery System. Programa de serviços de lançamento da NASA, baseado no Kennedy Space Center, é responsável pelo gerenciamento de lançamento.

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 o período de 20 de julho a agosto. 11 período de lançamento, ele pousará na cratera de Jezero, em Marte, em 18 de fevereiro, 2021.

A missão Mars 2020 Perseverance rover é parte de um programa maior que inclui missões à Lua como uma forma de se preparar para a exploração humana do Planeta Vermelho. Acusado de retornar astronautas à Lua até 2024, A NASA estabelecerá uma presença humana sustentada na Lua e em torno dela até 2028 por meio dos planos de exploração lunar Artemis da NASA.