Sonda chinesa TianWen perto de pousar seu rover em Marte

Pouso deve acontecer por volta do dia 17

Nos primeiros meses de 2021, Marte recebeu duas novas espaçonaves em sua órbita. Primeiro, foi a sonda Al-Amal, da Agência Espacial dos Emirados Árabes Unidos, seguida pela chinesa Tianwen-1 ( 天问一号 = Tiān Wèn yī hào).

Um foguete sendo lançado do Centro de Lançamento Espacial de Wenchang.
O foguete CZ-5 Y4 carregando a nave TianWen-1 lançado em julho de 2020. foto ITAR-TASS News Agency

Depois, a Nasa pousou o maior rover em Marte, Perseverance, com o drone Ingenuity , os quais estabeleceram novos marcos desde então.

O foguete CZ-5 Y4 que lançou a TianWen-1

A Tianwen-1 tentará alcançar a superfície em meados deste mes, depositando nela um veículo-robô, o rover Zhurong (祝 融 = Zhù Róng). Para entrar na atmosfera marciana, ele usará uma técnica diferente das missões anteriores.Um pouso bem-sucedido em Marte requer entrar na atmosfera em velocidades muito altas e, em seguida, desacelerar a espaçonave da maneira certa conforme ela se aproxima do local de pouso. Esta fase da missão, conhecida como EDL (entry, descent and landing, entrada-descida-pouso), é a mais crítica. As missões anteriores usaram várias maneiras diferentes de entrada na atmosfera marciana. O aperfeiçoamento da entrada na atmosfera de Marte foi ajudado pela experiência de retornar espaçonaves à Terra. Nosso planeta tem uma atmosfera significativamente diferente da de Marte, mas os princípios permanecem os mesmos.

Uma espaçonave orbitando um planeta se move muito rápido, para se manter estável em órbita. Mas se a espaçonave entrasse em uma atmosfera nessa alta velocidade, mesmo uma tão tênue quanto a de Marte, iria queimar pelo atrito. Qualquer coisa que entre na atmosfera precisa ser desacelerada significativamente e se livrar do calor gerado. Existem várias maneiras de fazer isso.

As naves espaciais são protegidas do calor durante a entrada atmosférica usando escudos térmicos. Várias missões no passado usaram técnicas como a absorção de calor, com um revestimento isolante, refletindo o calor de volta para a atmosfera ou por ablação – quando se queima o material do escudo.

Das missões Apollo da década de 1960 às Soyuz e Crew Dragon de hoje , essas técnicas foram usadas com sucesso e funcionam muito bem para a Terra. Mas quando se trata de Marte, os engenheiros precisaram se adaptar e empregar medidas adicionais.

Aterrissando em Marte

Os orbitadores são projetados para monitorar a superfície de um planeta a partir da órbita e atuar como uma estação retransmissora de comunicações. Ao se aproximar de um planeta, a espaçonave normalmente é direcionada ao longo de órbitas elípticas sucessivamente menores, desacelerando a cada vez, até atingir sua chamada órbita-alvo. Essa técnica também pode ser usada para diminuir a órbita de uma espaçonave antes da entrada atmosférica de um módulo de pouso.

Toda a manobra ocorre ao longo de alguns meses e não requer nenhum equipamento adicional – uma forma eficiente de economizar combustível. Uma vez que usa a atmosfera superior do planeta para aplicar os freios, é chamado de aerofrenagem. Aerobraking, como também é chamada, tem sido usado para várias missões de Marte, incluindo na ExoMars Trace Gas Orbiter e na Mars Reconnaissance Orbiter .

A aerofrenagem pode reduzir significativamente a velocidade da espaçonave, mas para missões com rovers, os requisitos são mais complexos. Em Marte, a densidade atmosférica é de apenas 1% da Terra para a espaçonave entrar em segurança. A forma bojuda da concha de entrada atmosferica que protege o aparelho de descida não é suficiente para reduzir a velocidade.

Anteriormente, as missões bem-sucedidas usavam medidas extras. A espaçonave Mars Pathfinder usou pára-quedas para desacelerar, enquanto contava com um sistema de airbags que entrou em ação nos segundos finais para absorver o choque de pouso. Os rovers Spirit e Opportunity pousaram com sucesso em Marte com a mesma técnica .

Entrada da estação em órbita marciana

Alguns anos depois, o rover Curiosity usou um novo sistema. Nos segundos finais, foguetes foram disparados, permitindo que a espaçonave pairasse enquanto uma corda – numa manobra chamada guindaste celeste, skycrane – baixou o rover até a superfície marciana. Este sistema demonstrou a possibilidade de depositar uma carga útil pesada a Marte e abriu o caminho para missões maiores.

Mais recentemente, o Perseverance, que pousou no início de 2021, usou o confiável skycrane, bem como tecnologias mais avançadas que utilizaram imagens ao vivo por câmeras, e que possibilitaram uma aterrissagem mais precisa, confiável e segura.

‘Rover’ Zhurong: o ‘deus do fogo’

O pouso do rover chinês da Tianwen-1 é a próxima etapa. A missão tem um orbitador, uma concha de entrada na atmosfera com um módulo de aterrissagem dentro, e sobre este módulo um veículo automotor robô (ou rover) – a primeira missão a incluir todos os três em sua primeira tentativa. Ele já está circulando o planeta desde que entrou na órbita de Marte em 24 de fevereiro e tentará pousar seu rover Zhurong – que significa “deus do fogo” – em meados de maio.

Em tamanho, Zhurong fica entre o Spitit e a Perseverance e carrega seis equipamentos científicos . Após o pouso, o Zhurong pesquisará os arredores para estudar o solo, a geomorfologia e a atmosfera de Marte, e procurará por sinais de gelo de água subterrâneo. Tradicionalmente, as autoridades chinesas não revelam muitas informações antes do evento. No entanto, com base em uma visão geral da missão por alguns pesquisadores chineses, sabe-se como a sequência de pouso da espaçonave acontecerá.

Sequência de aterrissagem da TW-1 em Marte – imagem CLEP
Módulo de aterrissagem pousando em Marte com propulsão de frenagem

Possivelmente em 17 de maio, o Zhurong – protegido pela concha protetora que que inclui o escudo térmico) – entrará na atmosfera a uma velocidade de 4 km / s. Quando ele desacelerar o suficiente, os pára-quedas serão ejetados, puxados por uma serie de morteiros de propelente sólido, e abertos. Na última fase da sequência, motores de empuxo variável serão utilizados para desaceleração final.

Em contraste com sua rival americana, a Tianwen-1 empregará duas tecnologias confiáveis ​​- um telêmetro a laser para descobrir onde está em relação ao terreno marciano e um sensor de microondas para determinar sua velocidade com mais precisão. Eles serão usados ​​para correção de navegação durante sua fase de descida de pára-quedas. Durante a fase de descida motorizada no final, imagens ópticas e LiDaR (Light/Laser Detection and Ranging, detectção por luz/laser para estimar distancias) ajudarão na detecção de obstáculos.

Pouco antes do pouso, uma sequência automatizada de evasão de obstáculos começará. Se a missão for bem-sucedida, a China será o primeiro país a pousar um rover em Marte em sua primeira tentativa. Poucos dias depois, o Zhurong estará pronto para explorar a superfície.

Author: homemdoespacobrasil

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