Agora desvinculado de seu escudo protetor de fibra de carbono, o helicóptero está sendo preparado para as próximas etapas.

A NASA tem como meta, não antes de 8 de abril, que o Ingenuity Mars Helicopter faça a primeira tentativa de propulsão, voo controlado de uma aeronave em outro planeta. Antes que o helicóptero de 4 libras (1,8 quilograma) possa tentar seu primeiro vôo, Contudo, tanto ele quanto sua equipe devem cumprir uma série de marcos assustadores.

A engenhosidade permanece presa à barriga do rover Perseverance da NASA, que pousou em Marte 18 de fevereiro. Em 21 de março, o rover implantou o escudo de detritos composto de grafite em forma de caixa de guitarra que protegeu a Ingenuity durante o pouso. O rover atualmente está em trânsito para o "campo de aviação" onde o Ingenuity tentará voar. Uma vez implantado, A engenhosidade terá 30 dias marcianos, ou sóis, (31 dias terrestres) para realizar sua campanha de voo de teste.

"Quando o rover Sojourner da NASA pousou em Marte em 1997, provou que viajar pelo Planeta Vermelho era possível e redefiniu completamente nossa abordagem de como exploramos Marte. De forma similar, queremos aprender sobre o potencial da Ingenuity para o futuro da pesquisa científica, "disse Lori Glaze, diretor da Divisão de Ciência Planetária na sede da NASA. "Apropriadamente chamado, Ingenuity é uma demonstração de tecnologia que visa ser o primeiro vôo motorizado em outro mundo e, se bem sucedido, poderia expandir ainda mais nossos horizontes e ampliar o escopo do que é possível com a exploração de Marte. "

Voar de maneira controlada em Marte é muito mais difícil do que voar na Terra. O Planeta Vermelho tem gravidade significativa (cerca de um terço da da Terra), mas sua atmosfera é apenas 1% tão densa quanto a da Terra na superfície. Durante o dia marciano, a superfície do planeta recebe apenas cerca de metade da quantidade de energia solar que chega à Terra durante o dia, e as temperaturas noturnas podem cair para até 130 graus Fahrenheit negativos (90 graus Celsius negativos), que pode congelar e quebrar componentes elétricos desprotegidos.

Para caber nas acomodações disponíveis fornecidas pelo rover Perseverance, o helicóptero Ingenuity deve ser pequeno. Para voar no ambiente de Marte, deve ser leve. Para sobreviver às noites frias de Marte, deve ter energia suficiente para alimentar os aquecedores internos. O sistema - desde o desempenho de seus rotores no ar rarefeito até seus painéis solares, aquecedores elétricos, e outros componentes - foi testado e retestado nas câmaras de vácuo e laboratórios de teste do Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia.

"Cada passo que demos desde o início desta jornada, seis anos atrás, é um território desconhecido na história da aeronave, "disse Bob Balaram, Engenheiro-chefe da Mars Helicopter no JPL. "E embora ser implantado na superfície seja um grande desafio, sobrevivendo naquela primeira noite em Marte sozinho, sem o rover protegendo-o e mantendo-o ligado, será ainda maior. "

Implantando o helicóptero

Antes que o Ingenuity faça seu primeiro vôo em Marte, deve estar bem no meio de seu campo de aviação - um pedaço de terreno marciano de 33 por 33 pés (10 por 10 metros) escolhido por sua planura e falta de obstruções. Assim que as equipes do helicóptero e do rover confirmarem que o Perseverance está situado exatamente onde desejam dentro do campo de aviação, o processo elaborado para implantar o helicóptero na superfície de Marte começa.

"Como tudo com o helicóptero, este tipo de implantação nunca foi feito antes, "disse Farah Alibay, Comando de integração do Mars Helicopter para o Perseverance rover. "Assim que começarmos a implantação, não haverá mais volta. Todas as atividades são coordenadas de perto, irreversível, e dependentes uns dos outros. Se houver uma dica de que algo não está indo como o esperado, podemos decidir esperar um sol ou mais até termos uma ideia melhor do que está acontecendo. "

O processo de implantação do helicóptero levará cerca de seis sóis (seis dias, quatro horas na Terra). No primeiro sol, a equipe na Terra ativará um dispositivo para quebrar o parafuso, liberando um mecanismo de travamento que ajudou a segurar o helicóptero firmemente contra a barriga do rover durante o lançamento e pouso em Marte. O seguinte sol, eles vão disparar um dispositivo pirotécnico para cortar cabos, permitindo que o braço mecanizado que segura a Ingenuity comece a girar o helicóptero fora de sua posição horizontal. É também quando a aeronave de asas rotativas estenderá duas de suas quatro pernas de pouso.

Durante o terceiro sol da sequência de implantação, um pequeno motor elétrico terminará de girar Ingenuity até travar, trazendo o helicóptero completamente vertical. Durante o quarto sol, as duas últimas pernas de aterrissagem se encaixarão na posição. Em cada um desses quatro sóis, o sensor topográfico de grande angular para operações e eNgineering (WATSON) irá tirar fotos de confirmação do Ingenuity conforme ele se desdobra gradativamente em sua configuração de vôo. Em sua posição final, o helicóptero ficará suspenso a cerca de 13 centímetros sobre a superfície marciana. Nesse ponto, apenas um único parafuso e algumas dezenas de minúsculos contatos elétricos conectarão o helicóptero ao Perseverance. No quinto sol de implantação, a equipe aproveitará a oportunidade final para utilizar o Perseverance como fonte de energia e carregar as seis células da bateria do Ingenuity.

"Assim que cortarmos o cordão com Perseverança e soltarmos os 12 centímetros finais na superfície, queremos que nosso grande amigo vá embora o mais rápido possível para que possamos obter os raios do sol em nosso painel solar e começar a recarregar nossas baterias, "disse Balaram.

No sexto e último sol programado desta fase de implantação, a equipe precisará confirmar três coisas:que as quatro pernas do Ingenuity estão firmes na superfície da cratera de Jezero, que o rover fez, na verdade, dirigir a cerca de 5 metros de distância, e que o helicóptero e o rover estão se comunicando por meio de seus rádios a bordo. Este marco também inicia o relógio de 30 sol, durante o qual todas as verificações de pré-vôo e testes de vôo devem ocorrer.

"Ingenuity é um teste de vôo experimental de engenharia - queremos ver se podemos voar em Marte, "disse MiMi Aung, gerente de projeto da Ingenuity Mars Helicopter no JPL. "Não há instrumentos científicos a bordo e nem metas para obter informações científicas. Estamos confiantes de que todos os dados de engenharia que desejamos obter na superfície de Marte e no ar podem ser obtidos dentro dessa janela de 30 sol."

Tal como acontece com a implantação, as equipes de helicópteros e rover abordarão o próximo teste de vôo metodicamente. Se a equipe perder ou tiver dúvidas sobre um importante marco de comprovação, eles podem levar um ou mais sóis para entender melhor o problema. Se o helicóptero sobreviver à primeira noite do período da sequência na superfície de Marte, Contudo, a equipe passará os próximos sóis fazendo todo o possível para garantir um voo bem-sucedido, incluindo sacudir as pás do rotor e verificar o desempenho da unidade de medição inercial, bem como testar todo o sistema do rotor durante um spin-up para 2, 537 rpm (enquanto o trem de pouso do Ingenuity permanece firme na superfície).

O primeiro teste de vôo em Marte

Assim que a equipe estiver pronta para tentar o primeiro vôo, O Perseverance receberá e transmitirá ao Ingenuity as instruções finais de vôo dos controladores da missão JPL. Vários fatores irão determinar o tempo preciso para o voo, incluindo modelagem de padrões de vento locais mais medições feitas pelo Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) a bordo do Perseverance. A engenhosidade levará seus rotores a 2, 537 rpm e, se todas as autoverificações finais parecerem boas, decolar. Depois de escalar a uma taxa de cerca de 3 pés por segundo (1 metro por segundo), o helicóptero pairará a 10 pés (3 metros) acima da superfície por até 30 segundos. Então, o helicóptero de Marte descerá e tocará de volta na superfície marciana.

Várias horas após o primeiro voo ter ocorrido, O Perseverance fará o downlink do primeiro conjunto de dados de engenharia do Ingenuity e, possivelmente, imagens e vídeo das câmeras de navegação do rover e Mastcam-Z. A partir dos dados baixados naquela primeira noite após o voo, a equipe do Mars Helicopter espera ser capaz de determinar se sua primeira tentativa de voar em Marte foi um sucesso.

No sol seguinte, todos os dados de engenharia restantes coletados durante o voo, bem como algumas imagens em preto e branco de baixa resolução da própria câmera de navegação do helicóptero, poderia ser downlinked para JPL. O terceiro sol desta fase, devem chegar as duas imagens tiradas pela câmera colorida de alta resolução do helicóptero. A equipe da Mars Helicopter usará todas as informações disponíveis para determinar quando e como prosseguir com o próximo teste.

"Marte é difícil, "disse Aung." Nosso plano é trabalhar qualquer coisa que o Planeta Vermelho jogue sobre nós da mesma forma que lidamos com todos os desafios que enfrentamos nos últimos seis anos - juntos, com tenacidade e muito trabalho duro, e um pouco de Ingenuidade. "

Um Pedaço de História

Enquanto o Ingenuity tentará o primeiro alimentado, vôo controlado em outro planeta, o primeiro alimentado, vôo controlado na Terra ocorreu em 17 de dezembro, 1903, nas dunas varridas pelo vento de Kill Devil Hill, perto de Kitty Hawk, Carolina do Norte. Orville e Wright cobriram 120 pés em 12 segundos durante o primeiro vôo. Os irmãos Wright fizeram quatro voos naquele dia, cada um mais longo do que o anterior.

Uma pequena quantidade do material que cobria uma das asas da aeronave dos irmãos Wright, conhecido como Flyer, durante o primeiro vôo está agora a bordo do Ingenuity. Uma fita isolante foi usada para envolver a pequena amostra de tecido em torno de um cabo localizado embaixo do painel solar do helicóptero. Os Wrights usaram o mesmo tipo de material - uma musselina não branqueada chamada "Orgulho do Oeste" - para cobrir seu planador e asas de aeronave a partir de 1901. A tripulação da Apollo 11 voou com um pedaço diferente do material, junto com uma pequena lasca de madeira do Wright Flyer, para a lua e de volta durante sua missão icônica em julho de 1969.