Você pode pensar que pilotar um helicóptero em Marte é uma noção estranha e extremamente improvável. Afinal, os helicópteros alcançam a elevação desviando o fluxo de ar com suas pás do rotor, como explica este manual da Federal Aviation Administration . E Marte não tem muito ar para fazer isso. Sua fina atmosfera, na verdade, é menos de 1 por cento do volume da atmosfera da Terra.
Bem, se você acha que isso não pode ser feito, a NASA está tentando provar que você está errado. Quando a agência espacial lançar seu novo rover Mars 2020 em uma viagem ao planeta vermelho em julho de 2020, ela terá o Mars Helicopter , uma aeronave robótica em miniatura, acoplado a ele. O helicóptero experimental, que está em fase final de testes , pesa pouco menos de 4 libras (1,8 quilo) e suas pás medem cerca de 1,2 metros de comprimento, de ponta a ponta. Os pesquisadores da NASA esperam que ela consiga o primeiro vôo de uma aeronave mais pesada que o ar no planeta vermelho.
A NASA está trabalhando no desenvolvimento de um helicóptero que pode voar sobre Marte há décadas, como Bob Balaram , o engenheiro-chefe do projeto no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA perto de Pasadena, Califórnia, explica por e-mail. Mas resolver todos os desafios técnicos foi uma tarefa difícil.
"Um helicóptero para Marte tem que ser resistente o suficiente para sobreviver à viagem a Marte (altas cargas g, vibração, etc.) e às condições ambientais que enfrentará no espaço e na chegada (frio noturno, etc.)", disse Balaram . "O design de tal veículo também deve abordar a aerodinâmica única na fina atmosfera de Marte, que impõe restrições de peso desafiadoras no design do veículo. Foi possível atender a essas restrições de massa rigorosas apenas recentemente, com o advento da eletrônica leve ( por exemplo, componentes de telefone celular) e tecnologia de bateria (por exemplo, células de íon de lítio). "
A fim de alcançar a elevação em uma atmosfera que é equivalente a 100.000 pés (30.400 metros) de altitude na Terra - mais do que o dobro da altura máxima que os helicópteros alcançaram neste planeta - as lâminas do helicóptero de Marte girarão a 2.300-2.900 rotações por minuto, cerca de 10 vezes mais rápido do que os helicópteros da Terra.
Mas conseguir a sustentação é apenas uma das coisas que o helicóptero deve gerenciar. Ele também deve ser capaz de sobreviver às temperaturas noturnas brutalmente frias de Marte, que podem chegar a 100 graus Fahrenheit negativos (73 graus Celsius negativos), de acordo com a Space.com . E precisa ser capaz de se recarregar, o que é feito por meio de um painel solar embutido. E por causa do atraso na transmissão de instruções eletrônicas da Terra, ele não pode ser guiado por um humano com um joystick de volta para casa. Em vez disso, ele contará com sensores integrados.
A unidade na missão Marte 2020 foi projetada para demonstrar que voar em Marte é possível, ao invés de realizar outras pesquisas. Mas se funcionar como planejado, os futuros helicópteros serão maiores e mais capazes. "O projeto específico escolhido para o demonstrador de tecnologia (rotores coaxiais contra-rotativos) foi maximizar o desempenho para o espaço disponível no rover Mars 2020", diz Balaram. "Os helicópteros científicos da próxima geração usariam configurações de vários rotores com capacidade de carga útil na faixa de 0,5 a 2 quilogramas (1,1 a 4,4 libras). Os tamanhos dos veículos poderiam normalmente estar na faixa de 20 a 30 quilogramas (44 a 66 libras). A principal restrição seria empacotar as lâminas do rotor e o sistema geral em uma configuração compatível com os projetos da sonda para Marte. "
Helicópteros e outros tipos de aeronaves podem ser extremamente úteis para a futura exploração de Marte, especialmente se forem implantados em conjunto com robôs robóticos na superfície do planeta.
"Em particular, eles são adequados para levar câmeras, sensores e outros instrumentos em terrenos que são muito extremos ou instáveis para rovers de superfície - encostas de grande ângulo, encostas de penhascos, terreno muito acidentado com pedregulhos, solos extremamente macios, etc. , " Dave Lavery, executivo do programa de exploração do sistema solar na Divisão de Ciência Planetária da NASA, explica por e-mail. "As plataformas voadoras também podem permitir o uso de sensores em áreas relativamente grandes de terreno que seriam proibitivamente demoradas para um rover, ou eventualmente um ser humano, cobrir", como a obtenção de varreduras detalhadas de trechos de 100 acres (40 hectares) na superfície marciana. "Eles também serão úteis para transportar pequenas cargas úteis, como implantar pequenos instrumentos em uma área de interesse científico ou recuperar amostras e devolvê-las a um repositório central para análise."
Você pode pensar que as imagens orbitais de Marte serviriam para tornar desnecessários os levantamentos aéreos da superfície marciana, mas uma aeronave voando a uma altitude mais baixa poderia obter imagens de resolução ainda mais alta e coletar outros dados úteis que os instrumentos de um satélite não poderiam controlar. A tecnologia de satélite "é limitada quando se deseja uma visão detalhada de uma região em particular", explica Lavery. "Ao fornecer a opção de voar uma câmera ou sensor algumas dezenas ou centenas de metros acima da superfície, em vez de centenas de quilômetros, as plataformas atmosféricas podem permitir visualizações muito detalhadas de regiões selecionadas do planeta."
Os helicópteros podem ser uma ajuda para eventuais colonos humanos no planeta vermelho. "Tarefas adicionais que um helicóptero Mars pode realizar incluem entrega de suprimentos de emergência ou peças para reparos", explica Dale Skran , por e-mail. Ele é o presidente do comitê executivo da National Space Society , uma organização sem fins lucrativos que defende o desenvolvimento e ocupação do espaço. "No entanto, talvez o benefício mais significativo possa ser imagens multiespectrais de altíssima qualidade para apoiar a busca de recursos necessários para os futuros colonos marcianos."
Skran prevê futuras gerações de helicópteros com recursos mais sofisticados. "Um helicóptero totalmente ou quase totalmente autônomo, quando combinado com a análise de dados baseada em inteligência artificial, suporta a rápida exploração e avaliação de recursos potenciais em Marte com o mínimo de intervenção humana", diz ele. "Isso é crítico, já que nos primeiros dias da exploração e colonização marciana, a mão de obra humana será escassa."
Lavery observou que os helicópteros robóticos também podem atuar como batedores avançados para rovers e astronautas que exploram a superfície marciana. Ao verificar o terreno e fornecer uma prévia visual, diz ele, "esses batedores melhorariam a eficiência e a segurança das operações de superfície, eliminando caminhos perigosos ou ineficazes e evitando 'becos sem saída' que não pudessem ser identificados por satélites em órbita."
Agora isso é interessante
Um helicóptero de Marte capaz de transportar astronautas foi proposto em meados da década de 1960 . Aqui está uma ilustração do conceito.
