O documento descreve a missão Mars 2020 da NASA, incluindo o pouso do rover Perseverance na Cratera Jezero em Marte em fevereiro de 2021. Seus principais objetivos são procurar por sinais de vida antiga, coletar amostras do solo para futuro retorno à Terra, e testar tecnologias para exploração humana futura. O rover usará novas técnicas de pouso para maior precisão e segurança.

1. 1

2. Introdução 3
O Pouso 8
Cratera Jezero - O Local do Pouso 13
O Rover Perseverance E Seu Pacote de Instrumentos 16
1 - Ingenuity - O Helicóptero Marciano 16
2 - Mastcam-Z 20
3 - A SuperCam 21
4 - SHERLOC E PIXL 23
5 - RIMFAX 27
6 - MEDA 28
7 - MOXIE 30
O Retorno de Amostras Para a Terra 32
A Missão 39
O Veículo Lançador 41
Payload Fairing (PLF) - A Coifa ou Carenagem do Foguete 41
Centaur 42
Booster 42
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3. Introdução
O planeta Marte, desde a primeira vez que o ser humano olhou para o céu e
viu aquele ponto vermelho ali, se destacando entre as estrelas, começou um
fascínio e uma admiração por esse mundo que é raro de se ver com relação
a outro corpo celeste. Séculos observando, estudando, entendendo, criando
especulações, mitos, ideias, sobre como seria e o que poderia habitar esse
mundo, Marte, o Planeta Vermelho, é talvez o objeto que mais tenha tido
atenção dos astrônomos, escritores, roteiristas e de pessoas normais, como
eu e você, em toda a história da astronomia.
Embora os astrônomos estudem Marte por séculos, foi só no último meio
século que começamos a exploração espacial do planeta, enviando para lá
uma série de sondas robóticas de todos os tipos, módulos orbitais, módulos
de pousos e os famosos rovers, ou jipes robôs. Com isso foi possível
explorar de perto Marte, e descobrir que diferente de um mundo repleto de
florestas, oásis, sistemas de irrigação, como se imaginava nas primeiras
observações, ele não passa de um mundo frio e árido. Mas junto com uma
certa decepção, vieram surpresas. Aquele planeta ali, apresentava feições
na sua superfície que eram muito parecidas com aquelas observadas na
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4. Terra, como canais, leitos secos de rios, vulcões, cânions entre outras.
Essas feições logo despertaram um grande interesse em explorar cada vez
mais a fundo os segredos que Marte poderia guardar, com relação a história
dos planetas rochosos, do próprio Sistema Solar, e porque não da vida.
Nas décadas recentes, os cientistas descobriram dust devils, os
redemoinhos de areia varrendo a superfície marciana, descobriram também
reservatórios de água na subsuperfície do planeta próximo aos polos,
descobriram evidências de que a água líquida uma vez existiu na superfície
desse mundo, hoje seco e frio, e que essa água formou lagos, rios, talvez,
até mesmo oceanos e pode ter preservado a vida ali, se é que ela existiu.
A cada descoberta, Marte se torna mais e mais interessante, e é inevitável
discutir, quando nós, seres humanos iremos pousar ali, para estudar de
perto esse planeta, para analisar in loco tudo que ele tem a nos apresentar e
de alguma forma sair do campo das evidências para o campo das certezas.
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5. Uma possível exploração humana em Marte não pode acontecer do dia para
a noite. Por isso, primeiro foi preciso sobrevoar o planeta, depois
aprendemos como entrar em órbita de Marte, o passo seguinte foi tentar
pousar no planeta, depois conseguir se locomover ali e agora tentar voar
pela sua tênue atmosfera. Cada missão que foi enviada para Marte
representou um avanço com relação a uma missão anterior, representou um
passo a frente.
Descobrimos que ele é um mundo repleto de crateras, cânions, vulcões e
outras feições geológicas interessantes, depois mapeamos tudo isso,
concluímos que a água pode ter existido ali na sua superfície, entendemos
também, porque hoje a água não está mais lá, foi possível analisar suas
rochas e descobrir que sim, no passado, Marte teve as condições para
abrigar a vida, se teve essas condições, chegou a hora do passo mais
desafiador de todos, encontrar os vestígios dessa vida que possa ter
existido em Marte.
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6. E para isso, a NASA, que sempre liderou e dominou a exploração marciana,
preparou a missão Mars 2020 e o seu jipe robô, ou rover, Perseverance. É
chegada a hora de tentar encontrar evidências dessa antiga vida em Marte e
começar de forma definitiva a preparar o caminho, para a exploração
humana do Planeta Vermelho.
Depois que for lançado, o rover Perseverance irá embarcar numa viagem de
7 meses até Marte, e no dia 18 de fevereiro de 2021 irá pousar na Cratera
Jezero. Assim que pousar, o rover irá começar a trabalhar para cumprir os
seus quatro principais objetivos.
Existem sobreposições entre alguns objetivos do rover Perseverance em
Marte com missões anteriores, porém, os instrumentos, e a capacidade
dessa nova missão é bem melhor e maior, além disso, o Perseverance tem
uma agenda única em Marte. O rover irá procurar por sinais de vida antiga
em Marte, para isso ele irá procurar por evidências de antigos micróbios,
estudando as rochas que sabemos que podem ter preservado essas
evidências de alguma forma, esse é considerado o principal objetivo da
missão. A única missão até então que foi enviada para Marte, para procurar
por vida, foi a missão Viking, mas a tecnologia para isso na década de 1970
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7. não era tão desenvolvida, e além disso, o nosso conhecimento do Planeta
Vermelho era bem menor, foram necessários 40 anos, uma dezena de
missões para estarmos preparados agora, para voltar lá e estabelecer como
objetivo principal de uma missão a busca por vida. Outro objetivo único do
rover Perseverance será pela primeira vez, coletar amostras do solo
marciano e armazenar essas amostras para uma missão futura que irá
resgatar as amostras e enviar para a Terra para serem estudadas a fundo. E
por fim, outra atividade inédita do Perseverance será começar a preparar o
caminho para a exploração humana de Marte, para isso será testado um
novo processo de pouso, que evita terreno muito acidentado reduzindo o
risco de acidentes e também será testado um instrumento capaz de produzir
oxigênio em Marte,
processando o CO2
rico na atmosfera do
planeta. Além desses
objetivos únicos, o
Perseverance ainda irá
caracterizar a geologia
e o clima marciano.
O rover Perseverance
se parece muito com o
Curiosity, usa basicamente o mesmo design. Isso não é por preguiça dos
engenheiros não, isso é parte de um plano. A NASA está usando para o
Perseverance uma abordagem baseada no que já deu certo no passado.
O Perseverance é cerca de 90% parecido com o Curiosity, e até mesmo boa
parte das partes do rover são iguais. Essa abordagem é muito interessante,
pois, usando o que deu certo numa missão como o Curiosity é possível
economizar muito tempo e muito dinheiro no desenvolvimento e na
execução de uma missão interplanetária.
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8. O Pouso
Da mesma forma que o Curiosity, o sistema de pouso do Perseverance é
constituído de um paraquedas, um veículo de descida e um chamado sky-
crane, que no final de todo o processo, desce cuidadosamente o rover no
solo marciano, uma tecnologia que já foi pensada também, para quando o
ser humano pousar em Marte. Mas já aí no pouso, o Perseverance possui
capacidades únicas que irão permitir que o pouso seja ainda mais preciso e
mais seguro.
Se um rover como o Perseverance, pousar no local errado, que foi planejado
depois de muitos anos, isso representa um atraso inestimável para a missão,
por esse motivo o sistema de pouso em Marte deve ser o mais preciso e
seguro possível. O Perseverance irá usar em Marte, a chamada estratégia
Ranger Trigger, que irá escolher de forma autônoma o momento em que os
paraquedas devem ser acionados. Nas missões anteriores, o paraquedas
era acionado o quanto antes para garantir que o rover não iria se chocar
com o solo, mas usando o Range Trigger, instrumentos a bordo do
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9. Perseverance irão determinar o momento exato que os paraquedas devem
ser acionados para que o pouso seja perfeito.
Mas o acionamento dos paraquedas é somente uma primeira etapa de todo
o processo de pouso em Marte. Depois disso, é preciso navegar pela
atmosfera marciana para então tocar a superfície no ponto exato. Para isso,
o Perseverance leva outra tecnologia, o chamado Terrain-Relative
Navigation. Durante a descida, o rover irá fazer imagens da superfície que
eles está sobrevoando, essas imagens serão comparadas com os mapas de
mais alta resolução já feitos de Marte e preparados pelo USGS para serem
levados na missão. Assim, o rover poderá comparar as duas imagens e
evitar áreas potencialmente perigosas como taludes muito íngremes,
grandes pedaços de rochas, bancos de areia entre outras. Esse tipo de
tecnologia será muito útil quando o ser humano foi enviado para Marte,
principalmente para garantir a sua segurança.
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10. Além de tudo isso, a sonda irá também registrar em vídeo etapas da sua
descida, como a liberação dos paraquedas, e também irá gravar com
microfones o som da atmosfera marciana. Depois, ao sincronizar o áudio
com o vídeo será possível ter uma ideia muito boa do que realmente
acontece nos chamados 7 minutos de terror, tempo que se gasta para frear
o rover, que entra na atmosfera marciana a 21 mil km/h até que ele pare
completamente no solo do planeta e mande para a Terra o sinal que está
tudo ok com ele.
O Perseverance atingirá a atmosfera rarefeita de Marte, no dia 18 de
fevereiro de 2021. Cerca de 10 minutos antes, o rover irá liberar o seu
chamado estágio de cruzeiro, a parte da missão que foi responsável por
transportar o rover na viagem entre a Terra e Marte.
O escudo de calor do rover que tem 4.5 metros de diâmetro irá começar
então a trabalhar protegendo o Perseverance enquanto ele queima na
atmosfera marciana. Enquanto a temperatura fora do escudo do calor atinge
a casa dos 1100 graus Celsius, pequenos motores irão ajustar o ângulo da
trajetória do veículo, permitindo um controle de inclinação e começando o
processo de navegação até o local de pouso.
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11. Cerca de 4 minutos depois de entrar na atmosfera de Marte, a nave irá
liberar o seu paraquedas supersônico de 21.5 metros de diâmetro a uma
altitude de aproximadamente 11 km. O paraquedas do Perseverance é mais
forte do que o do Curiosit, e a missão Mars 2020 irá empregar uma nova
técnica de liberação dos paraquedas que é a Range Trigger.
Vinte segundos depois do paraquedas ser liberado, o escudo de calor na
parte inferior da nave também será liberado, permitindo que o radar de
guiagem e as câmeras comecem a rastrear a superfície marciana.
A atmosfera de Marte é muito mais fina que a da Terra, então um
paraquedas só não é capaz de diminuir a velocidade do rover o suficiente
para que ele pouse com segurança em Marte. Assim o rover irá liberar o seu
estágio de descida e um paraquedas, quando estiver a 2.1 quilômetros
acima da superfície marciana. Oito motores funcionarão como retrofoguetes
e com isso a velocidade do rover será reduzida de 306 km/h até perto de
zero, quando o rover estiver a apenas 20 metros acima da superfície
marciana.
Durante essa fase, um avançado software de guiagem carregado no
computador de voo do rover começa a procurar o melhor lugar para realizar
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12. o pouso. Essa nova capacidade é o Terrain Relative Navigation, ele foi
desenvolvido com o que se aprendeu com o pouso do Curiosity em 2012 e
será usado pela primeira vez em Marte.
Escolhido o lugar seguro, o Sky carne começa então a descer o rover no
solo marciano, a mesma técnica que foi usada para pousar o Curiosity.
Assim que o rover tocar o solo marciano, os cabos de aço serão cortados e
o Sky carne irá voar para uma distância segura e cairá no solo marciano.
Lembrando que tudo isso acontecerá a milhões de quilômetros da Terra e só
saberemos disso por telemetria que levará uns 20 minutos para chegar até
nós, ou seja, o que estivemos recebendo aqui aconteceu em Marte a 20
minutos atrás.
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13. Cratera Jezero - O Local do Pouso
Tudo isso irá acontecer sobre um local muito especial em Marte. Depois de
60 opções iniciais que foram consideradas pelos cientistas da missão, eles
escolheram como local de pouso do rover Perseverance, a Cratera Jezero
em Marte. A cratera foi escolhida por ser atrobiologicamente relevante.
A cratera tem cerca de 49 km de largura é um antigo lago marciano e possui
um sistema de delta impressionante e está localizada na bordo oeste de
uma gigantesca bacia de impacto conhecida como Isidis Planitia, perto do
equador marciano. Dentro da Cratera Jezero, os pesquisadores
identificaram muitos locais com minerais argilosos, com carbonatos e com
sílica hidratada, todos esses são de grande interesse, pois têm o grande
potencial de preservar assinaturas de vida antiga.
Uma das coisas fantásticas da Cratera Jezero é que ela não foi apenas um
lago, mas no lado nordeste da cratera existe um sistema de canal. Isso faz
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14. da cratera ser, o que chamamos de um sistema aberto. Existiu no passado
água fluindo ali, entrando de um lado da cratera e saindo do outro lado, isso
mostra que a cratera foi um sistema dinâmico e que sobreviveu com o
passar do tempo. Tudo isso, indica também que ela foi um sistema bem
estável e um ambiente habitável.
Certos minerais, como carbonatos foram cristalizados no mesmo tempo que
a água líquida existia perto da borda da Cratera Jezero, o que é uma
situação perfeita para formar camadas microbianas. Os carbonatos podem
então enterrar a espuma do lago, repleto de microorganismos, formando
assim o que chamamos de estromatólitos, que é um tipo de rocha em
camadas, com microorganismos. Os estromatólitos na verdade são
verdadeiros tapetes de micróbios fossilizados.
Outra coisa muito importante sobre a Cratera Jezero, é que na base do seu
delta temos rochas argilosas concentradas e preservadas e esse tipo de
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15. rocha pode concentrar matéria orgânica, as belas estruturas encontradas na
Jezero mostra que podemos descobrir ali estruturas fossilizadas bem
preservadas.
Mas se a Cratera Jezero é tão interessante assim, por que nenhuma outra
missão pousou lá antes? Bem, a resposta está no fato de que nenhuma
outra missão levava um sistema de pouso tão complexo quanto o do
Perseverance, pousar nesse delta da Cratera Jezero não é algo fácil de se
fazer, existem muitos obstáculos e só com um sistema como os que o
Perseverance está levando isso é possível de ser feito, ou seja, foi preciso
esperar a tecnologia avançar a ponto de termos as condições de descer
com precisão e sem colocar em risco a missão, um rover nessa região.
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16. O Rover Perseverance E Seu Pacote de Instrumentos
1 - Ingenuity - O Helicóptero Marciano
Assim que pousar na Cratera Jezero, que ligar seus instrumentos e que tudo
estiver normal com o rover, uma das primeiras tarefas do Perseverance será
colocar o pequeno helicóptero marciano, Ingenuity no sol. O Perseverance
vai liberar o Ingenuity a partir de um compartimento localizado na parte
inferior do rover e então irá se afastar aproximadamente 100 metros dele,
para que ele possa voar pela primeira vez.
Os controladores na Terra programaram o helicóptero para que ele execute
uma série de voos de teste no decorrer de um período de 30 dias.
O Ingenuity irá voar de forma autônoma, ele é uma prova de tecnologia,
assim como foi o rover Sojourner na missão Pathfinder em 1997. A ideia é
saber se é ou não é possível voar uma aeronave em Marte. O drone carrega
16

17. duas câmeras, e um sistema de telemetria que irá se comunicar com o rover.
O Perseverance poderá fazer imagens do Ingenuity voando.
Pela primeira vez um helicóptero irá voar em outro planeta. No futuro, isso
pode transformar a maneira como fazemos ciência em outros mundos do
Sistema Solar, o helicóptero poderá explorar locais perigosos para um rover,
poderá mapear o caminho que o rover deve seguir e poderá acompanhar
astronautas em missões pelo solo marciano.
A NASA aprovou a adição de um helicóptero na missão Mars 2020 em 2018.
A atmosfera do planeta Marte, na sua superfície tem 1% da densidade da
atmosfera terrestre, o que limita e muito a performance do Ingenuity que é
uma nave movida a rotor.
O helicóptero possui dois rotores que vão girar entre 2400 e 2900 rpm, cerca
de 10 vezes mais rápido do que os rotores de helicópteros giram aqui na
Terra. O Ingenuity foi desenvolvido pelo JPL, com a assistência de uma
empresa chamada AeroVironment Inc.. O Ingenuity é pequeno perto do
Perseverance, ele tem 0.49 metros de altura, pesa 1.8 kg e suas hélices têm
1.2 metros de diâmetro, ele é alimentado por energia solar, captada por um
pequeno painel na parte superior.
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18. Para quem não sabe, em 2012, meses depois do Curiosity ter pousado em
Marte e já ter cumprido parte de seu objetivo, identificando que Marte teve
condições no passado de abrigar a vida, a NASA já começou a pensar no
novo grande rover para Marte. Nascia ali a missão Mars 2020, que seria
baseada no Curiosity mas com um conjunto inteiramente novo de
instrumentos e com o objetivo específico de encontrar sinais de vida
passada em Marte.
A NASA gastou 2.4 bilhões de dólares para desenhar, construir e preparar a
missão Mars 2020 para o seu lançamento. Com o orçamento reservado para
operar o rover durante a sua viagem até Marte, e por cerca de 1 ano
marciano, depois que ele pousar no Planeta Vermelho, o custo total da
missão é de cerca de 2.7 bilhões de dólares.
O rover Perseverance pesa 1025 kg, tem 3 metros de comprimento, 2.7
metros de largura e 2.2 metros de altura.
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19. O Perseverance não é o primeiro rover enviado a Marte para procurar vida.
Em 1975, a NASA enviou para a Marte o programa Viking, um par de sondas
que consistia de um módulo de pouso (lander) e um módulo orbital (orbiter).
Depois que os módulos pousaram em Marte, eles começaram os
experimentos que foram desenhados para encontrar vida ativa no Planeta
Vermelho.
E essa é a grande diferença entre o Perseverance e o Viking, o Perseverance
está indo para Marte para encontrar sinais de vida passada, enquanto que a
Viking foi enviada para encontrar sinais de vida ainda existente em Marte.
Para identificar o sutis marcadores de vida passada, conhecidos como
bioassinaturas, o Perseverance irá usar uma série de instrumentos que
podem ser divididos em dois grupos principais, os instrumentos de
sensoriamento remoto e os instrumentos de contato.
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20. 2 - Mastcam-Z
A Mastcam-Z é
um instrumento de
sensoriamento
remoto que
consiste num
sistema de
imageamento. À
medida que o
Perseverance se
movimentar em
Marte, ele usará a
Mastcam-Z para
poder navegar com
segurança e localizar rochas com potencial de bioassinaturas.
A Mastcam-Z está localizada no mastro do Perseverance, a cerca de 2
metros acima da superfície, permitindo que o rover possa obter vistas de
360 graus da paisagem com seus dois olhos estetoscópios com zoom. A
Mastcam-Z está equipada com uma série de filtros, que vão fornecer
imagens em cor verdadeira além de poder fazer imagens no infravermelho e
no ultravioleta. Isso faz com que a Mastcam-Z seja particularmente sensível
à rochas contendo água ou hidrogênio, pois, os diferentes tipos de rochas e
minerais refletem a luz de forma diferente nesses comprimentos de onda.
A Mastcam-Z também poderá fazer vídeos em alta definição. Do ponto de
vista da engenharia, o vídeo pode ser usado para confirmar se todos os
sistemas e demais instrumentos do Perseverance estão trabalhando de
forma normal. E uma segunda razão é que vídeo é algo legal. Os
engenheiros pensam em fazer vídeos enquanto eles movimentam o rover e
junto com os microfones será possível gravar como é andar em Marte com
um jipe robô.
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21. 3 - A SuperCam
A SuperCam irá compartilhar o local alto no mastro do Perseverance com a
MastCam-Z. A SuperCam é como se fosse os olhos, o nariz e os ouvidos do
Perseverance. Embora a MastCam-Z irá fazer o trabalho de identificar os
locais promissores para investigação, a SuperCam servirá para caracterizar
a química, a mineralogia, as propriedades físicas e as rochas afloradas.
O funcionamento da SuperCam é baseado numa série de técnicas de
espectroscopia que servem para investigar um determinado alvo à distância.
Uma dessas técnicas é a chamada espectroscopia de refletância de
infravermelho. Esse método é excepcionalmente poderoso, pois é uma
técnica passiva que usa somente a luz do Sol para distinguir entre argila,
carbonatos, sulfatos, silicatos, fosfatos e outros minerais a uma grande
distância. Como a visibilidade é boa em Marte, será possível fazer boa parte
desse trabalho à distância.
A SuperCam também utiliza uma técnica chamada de Laser-Induced
Breakdown Spectroscopy, ou LIBS, que usa um laser de 1064 nanômetros
para estudar alvos do tamanho de uma caneta a uma distância de 7 metros.
A ideia básica do LIBS é você dar um tiro de laser na rocha e então você
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22. consegue ver o espectro colorido do material que você atirou. Os primeiros
tiros de laser, criam uma pequena onde de choque que remove a poeira da
superfície da rocha, fornecendo assim uma visão clara do alvo. Depois de
remover a poeira, tiros de laser adicionais vaporizam os pedaços de rochas,
criando um plasma. Analisando as cores específicas da luz presente no
plasma, a SuperCam pode ter uma ideia da composição química da rocha
estudada.
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23. 4 - SHERLOC E PIXL
Uma vez que a Mastcam-Z e a SuperCam identificam um alvo promissor, o
rover então precisa ir até esse alvo para estudar ele de perto, e é nesse
momento que entram em ação os instrumentos instalados no braço robótico
do Perseverance. Esses instrumentos são conhecidos como PIXL (Planetary
Instrument for X-Ray Lithochemistry) e o SHERLOC (Scanning Habitable
Environments with Raman & Luminescence for Organics & chemiclas).
Mas nada é tão direto assim, antes do PIXL e do SHERLOC analisarem a
rocha, o rover irá usar uma ferramenta quer irá limpar a rocha e deixar ela
sem irregularidades, vai criar na rocha um alvo com 4 centímetros de
largura. É a mesma coisa que se faz aqui na Terra, quando você vai preparar
uma lâmina para ser observada no microscópio. Mas como essa ferramenta
vai criar muita poeira, então o rover é equipado com outra ferramenta
conhecida como Gaseous Dust Removal Tools, que irá atirar jatos de
nitrogênio super limpo para tirar qualquer detrito do alvo criado. Depois de
toda essa preparação, aí sim a rocha está pronta para ser analisada pelo
PIXL e pelo SHERLOC.
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24. O PIXL tem um espectrômetro de fluorescência de raios-X que irá revelar os
elementos específicos que estão no interior da rocha. A fluorescência de
raios-X é uma técnica que é considerada como sendo a melhor para medir
química das rochas.
O PIXL irá usar um feixe de raios-X da largura de um fio de cabelo para
escanear uma área do tamanho de um selo de cartas. Isso permitirá que os
pesquisadores possam criar um mapa altamente detalhado de toda a área
alvo, mostrando onde mais de 25 elementos responsáveis pela vida estão
concentrados, e medir esses elementos numa escala de dezenas de partes
por milhão.
Junto com o PIXL na torre de instrumentos localizada na ponta do braço
robótico do Perseverance está o SHERLOC, uma ferramenta de laser que
irá escanear as rochas, mas usará para isso um feixe ultravioleta da largura
de um fio de cabelo também. Diferente do PIXL, o SHERLOC irá estudar a
composição molecular das rochas usando múltiplos métodos
espectroscópicos. Isso permitirá que os pesquisadores possam mapear o
local específico onde estão os minerais e a matéria orgânica que
normalmente estão associados com a vida.
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25. O SHERLOC é sensível a qualquer mineral ou mineralogia, ou química que
foi criada em um ambiente aquoso. Desse modo, todas os tipos de rochas
associadas com a água líquida como filosilicatos, argilas, gesso, serão
estudadas pelo SHERLOC. Como os cientistas sabem como esses minerais
se formaram, o SHERLOC pode ajudar a rebobinar o relógio e entender os
diferentes tipos de ambientes que estiveram presentes na Cratera Jezero a
bilhões de anos atrás.
Mas o que seria do SHERLOC sem o WATSON, não é mesmo? E por isso o
Perseverance está levando o Wide Angle Topographic Sensor for Operations
and eNgineering, ou WATSON. Esses subsistema do SHERLOC irá fazer
imagens visuais dos alvos para fornecer mais contexto ao estará sendo
estudado no detalhe, o WATSON irá fazer um trabalho complementar aos
mapas do PIXL e aos mapas moleculares do SHERLOC.
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26. Mas essas não são as únicas ferramentas do Perseverance. O rover também
leva equipamentos para pesquisar a geologia e a habitabilidade antiga de
Marte, de modo que tudo possa auxiliar na busca por antigas
bioassinaturas.
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27. 5 - RIMFAX
Depois da Mastcam-Z e da SuperCam olharem a paisagem ao redor em
busca de feições notáveis para serem pesquisadas e antes do PIXL e do
SHERLOC entrarem em campo para fazer o seu trabalho, o Perseverance irá
liberar o seu instrumento chamado de RIMFAX (Radar Imagem for
Mars’subsurFAce experimento), o primeiro GRP, ou Ground Penetrating
Radar que irá operar na superfície marciana.
O instrumento pioneiro em Marte irá revelar feições enterradas na
subsuperfície, com antigos fluxos de lava, dunas de areia, o que ajudará os
pesquisadores a ter uma ideia mais compreensiva da habitabilidade antiga
do planeta, ajudando na busca pelos antigos sinais de vida. Graças a
habilidade do RIMFAX de detectar água, gelo e salmoura submersa até 10
metros de profundidade, os cientistas poderão apontar locais ricos em
recursos naturais que podem um dia serem explorados pelo ser humano.
Com todas essas ferramentas à disposição, o Perseverance está bem
equipado para procurar por evidências de vida antiga em Marte, muito
melhor equipado do que qualquer outro rover da história.
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28. 6 - MEDA
Uma outra parte de objetivos da missão do rover Perseverance consiste em
preparar o caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho. Apesar
do foco recente da NASA estar voltado para o Programa Artemis e o retorno
do homem na Lua dentro de uma década, o Perseverance já vai começar o
seu trabalho para que no futuro o ser humano possa ser enviado para Marte.
E para esse preparativo o rover Perseverance está levando dois
instrumentos essenciais.
Uma coisa que é parte do nosso dia-a-dia aqui na Terra e que teremos que
adotar em Marte também é a previsão do tempo. Para isso o Perseverance
leva o MEDA (Mars Environmental Dynamic Analyzer), que nada mais é que
uma estação meteorológica completa que vai atuar em outro planeta.
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29. O MEDA foi desenhado para
funcionar uma vez por hora
durante toda a missão do
Perseverance em Marte, ele irá
registrar dados de seis fatores
meteorológicos importantes:
pressão atmosférica, umidade
relativa do ar, velocidade e
direção do vento, e a
temperatura do ar e do solo.
Além disso, o MEDA irá
monitorar a poeira na atmosfera marciana, bem como os níveis de radiação
ambiental. Ao coletar esses dados, o MEDA irá ajudar a preparar o caminho
para a exploração humana, fornecendo relatórios climáticos diários e
informações sobre a radiação e os padrões de vento em Marte.
O SHERLOC além de procurar por vida antiga em Marte também terá um
papel importante na preparação de uma missão tripulada para Marte. Como
muitos instrumentos do rover, o Sherloc precisa ser calibrado, e ele fará isso
usando um alvo instalado no rover. Nesse alvo, além de materiais
mineralógicos, existem também amostras de tecidos que devem ser usados
no futuro para fazer o traje espacial dos astronautas que vão caminhar em
Marte, como Teflon. Um pedaço de um meteorito marciano coletado na
Terra, também está sendo enviado nesse alvo de modo que será possível
comparar a radiação na Terra e em Marte.
Cada detalhe no Perseverance tem uma razão, tudo ali foi pensado. É
importante saber como a radiação agiria sobre possíveis materiais de trajes
espaciais, então surgiu a ideia de colocar um pedaço do Teflon nesse alvo
de calibração.
Com os pedaços de Teflon expostos à radiação marciana todo o tempo será
possível entender como um traje espacial irá se degradar com o tempo.
29

30. 7 - MOXIE
Outro instrumento que terá o papel de preparar o caminho para a
exploração humana de Marte é o MOXIE (Mars Oxigen In-Situ Resource
Utilization Experiment), um dos primeiros experimentos desenhados para
testar a produção em outro planeta de algo que nós precisamos para
sobreviver, o oxigênio.
Em algum momento no passado já se pensou em retirar o oxigênio da água
congelada nas calotas polares de Marte. Mas os pesquisadores, pensaram
no seguinte, por que não podemos fazer como as árvores? Ou seja, retirar
oxigênio do ar, no caso de Marte, retirar o oxigênio do dióxido de carbono,
CO2, abundante na atmosfera marciana.
O MOXIE irá usar a eletricidade para quebrar as moléculas de dióxido de
carbono, que consiste 96% da atmosfera marciana, em monóxido de
carbono e oxigênio. Contudo, o MOXIE precisa para não levar o processo
baseado na eletrólise muito além, o que derrubaria átomos de carbono
30

31. isolados das moléculas de
monóxido de carbono. O perigo
disso é que esse carbono é muito
complicado de lidar. Na verdade,
o carbono é como você destrói
esses sistemas, pois ele se
acumula e eles param de
funcionar.
Mesmo que o MOXIE consiga evitar o excesso de carbono, ainda é uma
prova de conceito que precisará ser muito ampliado, centenas de vezes,
para que possa no futuro ser usada pelo ser humano. Quando estiver em
execução, o que provavelmente acontecerá, uma vez por mês, o MOXIE irá
produzir 10 gramas de oxigênio por hora, mas provavelmente estará mais
próximo de 6g. Só para você saber, o ser humano precisa normalmente de
20g por hora para poder respirar. Mas o oxigênio respirável é apenas uma
pequena parte de uma grande batalha.
Para você lançar uma tripulação de 4 a 6 astronautas da superfície
marciana, serão necessários cerca de 7 toneladas de combustível de
foguete, e 27 toneladas de oxigênio de propelente. Para que se possa atingir
essa cota, uma versão escalonada do MOXIE deverá produzir cerca de 2 a 3
kg de oxigênio por hora, com um MOXIE trabalhando 24 horas por dia, sete
dias por semana.
Além de criar oxigênio respirável e propelente de foguete, outro aspecto
intrigante do MOXIE é que ele poderá ajudar os pesquisadores a aprender
como esse processo eletroquímico irá funcionar em outro planeta. Se um dia
o ser humano puder ter acesso à água armazenada nas calotas polares de
Marte, os cientistas podem usar a tecnologia desenvolvida no MOXIE para
criar produtos mais complexos. Uma vez que você tem água, você tem
acesso à eletroquímica, então você pode começar a fazer de tudo, desde
parafina até cerveja.
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32. O Retorno de Amostras Para a Terra
Já vimos que o Perseverance vai procurar por vida antiga, vai caracterizar a
geologia e o clima marciano, mas não para por aí. O Perseverance será o
início de uma das missões interplanetárias mais ousadas já pensadas até
hoje, a missão que irá trazer amostras do solo marciano para a Terra.
Depois de analisar os locais favoráveis com instrumento a bordo do rover, o
Perseverance usará uma furadeira rotativa e percussiva para coletar
amostras de rocha do solo marciano para que os cientistas em Terra
possam estudar melhor num futuro próximo. Mas antes do rover começar a
perfurar, o Perseverance irá pegar um dos 43 tubos de titânio que estão
guardados em seu corpo e irá inserir um desses tubos na furadeira. A ação
irá forçar que uma amostra cilíndrica, preencha o tubo. Então, a amostra
será imageada, por uma câmera interna e será selada, e posteriormente
guardada no corpo do rover até que esteja pronta para ser colocada na
superfície de Marte.
O Perseverance também levará cinco tubos de ensaio que conterão
amostras de rocha, eles serão expostos ao ambiente ao redor do local de
coleta para capturar os contaminantes do rover, ou do sistema de propulsão
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33. que pode de alguma forma poluir as amostras. À medida que a missão for
avançando, o rover irá depositar grupos de tubos de amostras selados na
superfície marciana. E ali eles irão esperar pacientemente por uma missão
em 2026 que deve ir a Marte recolher as amostras no solo e enviar de volta
para a Terra.
Embora o local específico onde a missão de retorno terá que pousar para
recuperar as amostras ainda não seja definido, a ideia básica para essa
missão já existe, será um missão completa, composta por um módulo
orbital, um módulo de pouso e um rover, o rover irá coletar as amostras,
levar até o lander que terá um pequeno foguete, esse foguete levará as
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34. amostras até a órbita de Marte, ela então será colocada no módulo orbital e
o módulo orbital enviará as amostras para a Terra.
A NASA então irá resgatar as amostras e distribuir por laboratórios no
mundo todo, onde as amostras serão estudadas com os mais sofisticados
instrumentos existentes no nosso planeta. E nessas amostras podem estar
os sinais de vida antiga em Marte. A ideia de estudar amostras recolhidas
em outros objetos vem desde o Programa Apollo, e com todo o aprendizado
desse antigo programa, os pesquisadores estão certos que terão muito o
que aprender com as amostras marcianas.
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35. A ideia inicial é que a missão de retorno de amostras seja enviada para
Marte na janela de 2026, e será uma missão realizada em parceria entre a
NASA e a ESA, mas as amostras só devem retornar para a Terra por volta de
2031 para então serem analisadas.
O rover Perseverance segue tudo que a NASA aprendeu desde o primeiro
pequeno robô que andou em solo marciano. Isso aconteceu em 1997,
quando o robô com 10.6 kg e chamado de Sojourner, desceu do módulo de
pouso Pathfinder e caminhou pelo Ares Vallis de Marte em 4 de julho de
1997.
Uma curiosidade sobre esse fato, o mundo quase parou para ver isso
acontecer. A internet ainda engatinhava, mas mesmo assim a página do
rover no site do JPL da NASA, bateu a incrível marca de 80 milhões de
visualizações. Esse é um número impressionante até hoje. Só para você ter
uma ideia, um ano antes, durante os Jogos Olímpicos de Atlanta o recorde
do site nas olimpíadas foi de 18 milhões de visualizações.
Estava provado então que era possível andar em Marte com um robô e que
isso também chamava a atenção do público. Então em janeiro de 2004, dois
Rovers gêmeos, o Spirit e o Opportunity pousaram no Planeta Vermelho.
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36. Eles tinham 185 kg e o pouso foi estranho, eles estavam protegidos por
airbags e quicaram pela superfície marciana até parar. O Spirit pousou na
Cratera Gusev e o Opportunity pousou na Meridiani Planum. Ambos
realizaram um trabalho extraordinário enviaram para a Terra centenas de
milhares de imagens de alta resolução além de imagens microscópicas. O
Spirit morreu em 2010, seis anos depois do seu pouso e o Opportunity
morreu em 2018 depois que uma tempestade global cobriu todo o Planeta
Vermelho.
Foram esse rovers que mostraram que Marte no passado poderia sim, ter
sido habitável, que teve água em abundância na sua superfície, lagos, rios, e
até mesmo mares, mas era preciso ter a confirmação dessa antiga
habitabilidade do Planeta Vermelho, para podermos chegar onde estamos
hoje.
Então em agosto de 2012, pousava na Cratera Gale, o rover Curiosity, um
robô com 900 kg, que testou várias tecnologias que o Perseverance irá
utilizar, principalmente a de pouso usando o sky-crane. O objetivo do
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37. Curiosity, descobrir que Marte teve as condições no passado para abrigar a
vida, e em poucos meses de trabalho duro em solo marciano, ele conseguiu
cumprir seu objetivo, descobriu que além de ter tido água, essa água tinha
um pH neutro, ou seja, era excelente para o desenvolvimento da vida, além
disso descobriu que a Cratera Gale, passou por períodos de inundação e
seca e as marcas que isso deixou nas rochas indicaram que o clima
marciano também era propício para a vida se desenvolver.
Com tudo isso, avançando de missão para missão, chegamos aqui, em
2020, onde estamos acompanhando o passo a passo de uma missão que
vai para Marte para finalmente tentar encontrar vestígios dessa vida que
possa ter existido no passado marciano.
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38. O Perseverance irá dar os primeiros passos em várias áreas do
conhecimento que podem num futuro próximo mudar muitos paradigmas
ainda existentes, além de preparar de maneira sólida o caminho para
exploração humana em Marte e quem sabe num futuro distante para a sua
colonização.
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39. A Missão
A United Launch Alliance (ULA), irá lançar o seu foguete Atlas V 541 para
colocar o rover Perseverance da missão Mars 2020 em uma órbita
hiperbólica de escape para começar a sua jornada de 7 meses até Marte. O
lançamento acontecerá no Space Launch Complex-41 na Cape Canaveral
Air Force Station, na Flórida.
A missão Mars 2020 com o seu rover Perseverance é parte do Mars
Exploration Program, um esforço de longo prazo de exploração robótica do
Planeta Vermelho. Uma equipe do Jet Propulsion Laboratory, construiu a
sonda. O rover Perseverance irá procurar por sinais de vida antiga em Marte
e irá coletar amostras do solo marciano que poderão retornar para a Terra
numa possível missão no futuro.
Mais especificamente, o rover Perseverance irá estudar a habitabilidade de
Marte, procurar por sinais de vida microbiana passada, coletar e armazenar
amostras do solo que poderão retornar para a Terra, e preparar tudo para
um futura missão humana para Marte.
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40. O rover Perseverance irá levar para Marte, 7 instrumentos primários: a
MASTCAM-Z, o Mars Environmental Dynamics Anlyzer (MEDA), o Mars
Oxygen ISRU Experiment
(MOXIE), o Planetary
Instrument for X-Ray
Lithochemistry (PIXL), o
Radar Image for Mars
Subsurface Experiment
(RIMFAX), o Scanning
Habitable Environments
with Raman &
Luminescence our
Organics & Chemicals
(SHERLOC) e a
SuperCam. O
Perseverance também
levará um pequeno
helicóptero, Ingenuity,
que é uma prova de
tecnologia com o
objetivo de testar o
primeiro voo em Marte.
A Mars 2020 e o rover
Perseverance estão preparados para chegar em Marte em fevereiro de 2021.
A missão tem uma duração mínima de 1 ano marciano, ou cerca de 687 dias
terrestres. A ULA e seus veículos lançaram cada uma das missões da NASA
para Marte, e a Mars 2020 irá continuar o legado iniciado desde as primeiras
missões da NASA e do JPL para que possamos entender de forma crucial o
Planeta Vermelho.
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41. O Veículo Lançador
Payload Fairing
(PLF) - A Coifa ou
Carenagem do
Foguete
O rover Perseverance e
todo o seu complexo que é
composto pelo escudo de
calor, pela nave de cruzeiro
e pela concha protetora
está encapsulado numa
coifa de de 5 metros de
diâmetro. A PLF de 5
metros é uma estrutura feita
com núcleo ventilado de
favo de alumínio e placas
de grafite-epóxi. A bissetriz
da PLF encapsula tanto o
estágio Centaur como a
sonda que vai para Marte. A
altura do veículo com a
coifa de 5 metros é de
aproximadamente 60
metros.
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42. Centaur
O segundo estágio Centaur tem 3
metros de diâmetro e 12.6 metros
de comprimento. Seus tanques de
propelentes são estabilizados à
pressão e construídos com aço
inoxidável resistente à corrosão. O
Centauri é um veículo criogênico,
abastecido com hidrogênio líquido e
oxigênio líquido, alimentado por um
motor RL10C-1, que produz 101.9 quilo-Newtons de empuxo. Os tanques
criogênicos são isolados com uma combinação de mantas purgadas de
hélio, protetores contra radiação e um isolamento conhecido como Spray-on
Foram Insulation, ou SOFI.
O Centaur Forward Adapter, ou CFA, fornece montagens estruturais para o
sistema de aviônica, tolerante a falhas e interfaces estruturais e elétricas
para a sonda.
Booster
O booster principal tem 3.8 metros de diâmetro e 32.4 metros de
comprimento. Os tanques do booster são estruturalmente rígidos e
construídos com barris de alumínio isogrid, domos de alumínio e saias
intertanques. A propulsão do booster é fornecida por um motor RD-180 que
queima RP-1 (Rocket Propellant -1 ou querosene altamente purificado) e
oxigênio líquido, fornecendo 3.83 mega-Newtons de empuxo ao nível do
mar.
Quatro boosters laterais de combustível sólido fornecem a potência
adicional necessária para o lançamento, de 1.55 mega-Newtons de empuxo.
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43. O sistema de
aviônica Centaur
fornece a
orientação, as
funções de
controle de voo e
sequenciamento
de veículo,
durante as fases
de voo do booster
principal e do
estágio Centaur.
O Atlas V é um
dos foguetes mais
poderosos do
mundo na sua
configuração 541
(5 metros de coifa,
1 motor no estágio
Centaur e 4
boosters laterais de combustível sólido), fornecendo a performance ótima
para diversos tipos de missão. Além de já ter levado para órbita, satélites
meteorológicos e também 3 satélites de segurança nacional, um Atlas V 541
também foi o responsável por impulsionar o rover Curiosity da NASA na sua
viagem de 10 meses até a superfície marciana, entre 2011 e 2012.
O primeiro lançamento do Atlas V aconteceu em 26 de novembro de 2011,
ela já fez 6 missões até o momento.
Ele é capaz de levar 8290 kg de carga para a órbita GTO e 17410 kg de
carga para a órbita LEO.
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