Curiosidade Rover em Marte: fatos e informações

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O conceito de um artista ilustra como será a aparência do Mars rover Curiosity no Planeta Vermelho. (Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech)



O Mars Science Laboratory e seu rover central, Curiosity, é a missão a Marte mais ambiciosa já realizada pela NASA. O rover pousou em Marte em 2012 com a missão principal de descobrir se Marte é, ou era, adequado para a vida. Outro objetivo é aprender mais sobre o meio ambiente do Planeta Vermelho.

Em março de 2018, ele comemorou 2.000 sóis (dias de Marte) no planeta, percorrendo o caminho da Cratera Gale a Aeolis Mons (coloquialmente chamado de Monte Sharp), onde examinou informações geológicas embutidas nas camadas da montanha. Ao longo do caminho, ele também encontrou extensas evidências de mudanças geológicas e hídricas no passado.





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Tão grande quanto um SUV

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



Engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA projetaram o rover para rolar sobre obstáculos de até 25 polegadas (65 centímetros) de altura e viajar cerca de 660 pés (200 m) por dia. A energia do rover vem de um gerador termoelétrico de radioisótopo multi-missão, que produz eletricidade a partir do calor da decomposição radioativa do plutônio-238.

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Objetivos de ciência

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

  • Determine se alguma vez surgiu vida em Marte.
  • Caracterize o clima de Marte.
  • Caracterize a geologia de Marte.
  • Prepare-se para a exploração humana.

Os objetivos estão intimamente interligados. Por exemplo, compreender o clima atual de Marte também ajudará a determinar se os humanos podem explorar com segurança sua superfície. O estudo da geologia de Marte ajudará os cientistas a entender melhor se a região próxima ao local de pouso do Curiosity era habitável. Para ajudar a atender melhor a esses grandes objetivos, a NASA dividiu os objetivos científicos em oito objetivos menores , variando de biologia a geologia e processos planetários.

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

  • Câmeras que podem tirar fotos de paisagens 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 dos minerais na superfície marciana: Espectrômetro de Raios-X de Partículas Alfa (APXS), Química e Câmera (ChemCam), Química e Mineralogia Difração de Raios-X / Instrumento de Fluorescência de Raios-X (CheMin) e Análise de Amostras no Mars (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 poderiam sobreviver lá. Estes são Radiation Assessment Detector (RAD) e Dynamic Albedo of Neutrons (DAN).
  • Sensores ambientais para observar o clima atual. Esta é a Estação de Monitoramento Ambiental Rover (REMS).
  • Um sensor atmosférico que foi usado principalmente durante o pouso, chamado de Instrumento de Descida e Aterrissagem de Entrada do Laboratório de Ciências da Mars (MEDLI).

Uma aterrissagem complicada

A espaçonave foi lançada do Cabo Canaveral, Flórida, em 26 de novembro de 2011, e chegou a Marte em 6 de agosto de 2012, após uma sequência de pouso ousada 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 método de rolamento com sacos terrestres provavelmente não funcionaria. Em vez disso, o rover passou por uma sequência extremamente complicada de manobras para pousar.

A partir de uma entrada de fogo na atmosfera, um pára-quedas supersônico precisava ser lançado para desacelerar a espaçonave. Funcionários da NASA disseram que o pára-quedas teria que suportar 65.000 libras. (29.480 kg) para evitar a queda da espaçonave na superfície.

Sob o paraquedas, o MSL soltou a parte inferior de seu escudo térmico para que pudesse obter uma posição de radar na superfície e descobrir sua altitude. O pára-quedas só conseguiu diminuir a velocidade do MSL para 320 km / h (322 km / h), rápido demais para pousar. Para resolver o problema, os engenheiros projetaram a montagem para cortar o pára-quedas e usar foguetes na parte final da sequência de pouso.

Cerca de 18 m acima da superfície, o 'skycrane' da MSL foi implantado. A montagem de pouso pendurou o rover abaixo dos foguetes usando uma corda de 6 m. Caindo a 2,4 km / h, o MSL tocou suavemente o solo na cratera Gale no mesmo momento em que o skycrane cortou o link e voou para longe, colidindo com a superfície.

O pessoal da NASA observou tenso a descida do rover na televisão ao vivo. Quando receberam a confirmação de que o Curiosity estava seguro, os engenheiros ergueram os punhos e pularam de júbilo.

A notícia do desembarque se espalhou por veículos tradicionais, como jornais e televisão, e também pelas redes sociais, como Twitter e Facebook. Um engenheiro ficou famoso por causa do Mohawk ele se divertiu no dia da aterrissagem.

Ferramentas para encontrar pistas para a vida

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

O braço de 2,1 metros do Curiosity pode coletar amostras da superfície e cozinhá-las dentro do veículo espacial, farejando os gases que saem de lá e analisando-os em busca de pistas de como as rochas e o solo se formaram.

o Análise de amostra do instrumento de Marte , se coletar evidências de material orgânico, pode verificar isso novamente. Na frente do Curiosity, sob as tampas de alumínio, estão vários blocos de cerâmica infundidos com compostos orgânicos artificiais. [ Relacionado: Curiosity Rover encontra metano em Marte ]

A curiosidade pode perfurar cada um desses blocos e colocar uma amostra em seu forno para medir sua composição. Os pesquisadores verão então se aparecem compostos orgânicos que não deveriam estar no bloco. Nesse caso, os cientistas provavelmente determinarão que se trata de organismos que pegaram carona na 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 rio, por exemplo.

Em setembro de 2014, o Curiosity chegou ao seu destino científico, o Monte Sharp (Aeolis Mons), logo após uma revisão científica da NASA dizer que o rover deveria dirigir menos e mais procurar destinos habitáveis. Agora ele está avaliando cuidadosamente as camadas na encosta à medida que sobe. 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 do painel é que dirigamos 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.'

Provas para a vida: moléculas orgânicas e metano

A principal missão da curiosidade é determinar se marchar é, ou era, adequado para a vida. Embora não seja projetado para encontrar a própria vida, o rover carrega uma série de instrumentos a bordo que podem trazer informações sobre o ambiente ao redor.

Os cientistas acertaram em algo próximo ao jackpot no início de 2013, quando o rover transmitiu informações que mostravam que Marte tinha condições habitáveis no passado.

O pó das primeiras amostras de perfuração que Curiosity obteve incluía 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.

'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 usuais 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 foi um evento sazonal. Há mudanças menores de fundo no metano, no entanto, que podem estar ligadas às estações.

A curiosidade também fez a primeira identificação definitiva de orgânicos em Marte, conforme anunciado em dezembro de 2014. Os orgânicos são considerados 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 conferência Lunar and Planetary Science em 2015 mostraram que os cientistas encontraram moléculas orgânicas complexas em amostras marcianas armazenadas dentro do rover Curiosity, mas usando um método inesperado. Em 2018, 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 prova definitiva disso.)

Verificar o ambiente

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

O Detector de avaliação de radiação da 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 os 'raios secundários' ou radiação que podem gerar partículas de baixa energia após atingir as moléculas de gás na atmosfera. Os raios gama ou nêutrons gerados por esse processo podem causar riscos aos seres humanos. Além disso, um sensor ultravioleta preso no convés 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, determinou o Detector de Avaliação de Radiação da Curiosity. O limite de vida total para astronautas da Agência Espacial Europeia é 1 sievert, que está associado a um aumento de 5 por cento no risco de câncer fatal ao longo da vida de uma pessoa.

A Estação de Monitoramento Ambiental Rover mede a velocidade do vento e traça sua direção, bem como determina a temperatura e a umidade do ar circundante. Em 2016, os cientistas foram capazes de ver as 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 enormes quantidades de umidade no ar.

Em junho de 2017, a NASA anunciou que o Curiosity tinha uma nova atualização de software que permitiria que ele escolhesse os alvos por conta própria. A atualização, chamada Exploração Autônoma para Coleta de Ciência Aumentada (AEGIS), representou a primeira vez que a inteligência artificial foi implantada em uma espaçonave distante.

No início de 2018, Curiosity enviou de volta fotos de cristais que poderia ter se formado a partir de lagos antigos em Marte. Existem várias hipóteses para essas características, mas uma possibilidade é que elas se formaram após os sais concentrados em um lago de água em evaporação. (Alguns rumores na Internet especularam as características eram, na verdade, sinais de escavação de vida , mas a NASA rapidamente descartou essa hipótese com base em seus ângulos lineares - uma característica que é muito semelhante ao crescimento cristalino.)

Problemas com o rover

Vapores de um experimento de 'química úmida' preenchido com um fluido chamado MTBSTFA (N-metil-N-terc-butildimetilsilil-trifluoroacetamida) contaminou um instrumento de análise de cheiro de gás logo após Curiosity pousar. 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 extrair, coletar e analisar o vapor.

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

Nos meses após o pouso, a NASA notou danos nas rodas do veículo espacial parecendo muito mais rápido do que o esperado. Em 2014, os controladores fizeram no roteamento do rover para retardar o aparecimento de dings e buracos. “Eles estão sofrendo danos. Essa é a surpresa que recebemos no final do ano passado ', disse Jim Erickson, gerente de projeto Curiosity do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA em Pasadena, Califórnia, em uma entrevista em julho de 2014. “Sempre esperamos que iríamos fazer alguns furos 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 no Monte Sharp em fevereiro de 2015 para iniciar as operações em uma configuração mais baixa, um requisito para trabalhar com rochas moles em algumas partes da região. (Anteriormente, uma amostra de rocha se estilhaçava após ser sondada com a broca.)

Os engenheiros tiveram problemas mecânicos com a broca Curiosity começando em 2016, quando um motor ligado a dois postes de estabilização na broca parou 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.

Deve-se notar que o Curiosity não está funcionando sozinho no Planeta Vermelho. Acompanhando está uma 'equipe' de outras espaçonaves de vários países, muitas vezes trabalhando em colaboração para atingir objetivos científicos. O Mars Reconnaissance Orbiter da NASA fornece imagens de alta resolução da superfície. Outro orbitador da NASA chamado MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN mission) examina a atmosfera marciana em busca de perdas atmosféricas e outros fenômenos interessantes. Outras missões orbitais incluem a Europa Mars Express , o Europeu ExoMars Trace Gas Orbiter e a Missão Orbital de Marte da Índia.

Em meados de 2018, Curiosity está trabalhando na superfície junto com outro rover da NASA chamado Opportunity, que tem vagado pela superfície desde 2004. O Opportunity foi inicialmente projetado para uma missão de 90 dias, mas permanece ativo após mais de 14 anos em Marte . Ele também encontrou evidências de água no passado, enquanto explorava as planícies e duas grandes crateras. Da NASA Mars Odyssey atua como um transmissor de comunicação para Curiosity and Opportunity, ao mesmo tempo em que realiza sua própria ciência - como a busca por gelo de água.

Mais missões de superfície estão a caminho em breve. A missão InSight da NASA - uma sonda estacionária projetada para sondar o interior de Marte - foi lançada para o Planeta Vermelho em 5 de maio de 2018 e deve pousar em 26 de novembro de 2018. Agência Espacial Europeia Rover ExoMars deve ser lançado em Marte em 2020 em busca de evidências de vida antiga. E a NASA também planeja uma missão de rover sucessora chamada Mars 2020, que é baseada no projeto do Curiosity. Marte 2020 trará instrumentos diferentes, no entanto, para investigar melhor a vida antiga. Ele também armazenará em cache amostras promissoras para uma possível missão de devolução de amostras a Marte nas próximas décadas.

Em um futuro mais distante, a NASA falou sobre o envio de uma missão humana a Marte - talvez na década de 2030. No final de 2017, no entanto, a administração Trump encarregou a agência de enviar os humanos de volta à lua primeiro. Sua administração também solicitou que os fundos para a Estação Espacial Internacional cessassem em 2025 , em parte para criar espaço orçamentário para uma iniciativa da estação espacial lunar chamada Deep Space Gateway.

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