Perseverance: como criação de rover marciano ajuda a ciência na Terra

A missão 'Mars 2020', lançada em julho de 2020 pela Nasa, deve chegar ao campo de gravidade de Marte daqui duas semanas, no dia 18 de fevereiro. O rover Perseverance é seu principal equipamento: um moderno robô com braços para coletar amostras e realizar experimentos no solo marciano.

O desenvolvimento do Perseverance (Perseverança) fez avançar diversas tecnologias a bordo, que também têm aplicações práticas na Terra. Por exemplo, um sensor de luz laser para identificar bactérias, na busca por vida no planeta vermelho, pode ser adaptado para cura de feridas, tratamento de água, purificação e padronização de produtos farmacêuticos, entre outras aplicações.

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O Programa de Exploração de Marte, da agência espacial norte-americana, apresenta diversas outras inovações que já estão sendo aplicadas por aqui, incluindo uma broca diferentona e placas de circuito à prova de erros.

Geologia

Além de realizar experimentos in loco, o Perseverance vai coletar, embalar e trazer amostras do solo marciano para a Terra. Esse tipo de tecnologia é desafiador, e vem sendo desenvolvido há mais de 20 anos. Uma nova broca especial para extração de núcleos de rochas está na "mão" robótica do rover, e também vai ajudar o trabalho de geólogos.

Até agora, um geólogo precisava perfurar o local com uma broca oca e depois quebrar o núcleo com uma chave de fenda ou outro instrumento para retirá-lo. Isso pode resultar em uma amostra fragmentada ou até contaminada.

Isso seria inviável em Marte, e a solução foi uma broca com um tubo de ruptura embutido. Depois que o núcleo é perfurado, ele gira e muda de eixo, para quebrar e capturar o núcleo, reduzindo o risco de fragmentação.

A empresa Honeybee Robotics, de Nova Iorque (EUA), inventou a broca, que já está sendo comercializada por aqui. A versão terrestre pode ser utilizada em uma furadeira comum, tornando a inovação mais acessível e barata.

Lasers ultravioleta

Outra tecnologia que vem sendo desenvolvida há décadas e que tem inúmeras possibilidades de aplicação na Terra é a dos espectrômetros —aparelhos que usam luz para determinar a composição de uma amostra ou material—, que operam em ondas ultravioleta profundas. Eles têm o potencial de detectar bactérias e os mais imperceptíveis traços de vida.

Porém, fontes de luz entre os 220 e os 250 nanômetros eram muito grandes, pesadas, suscetíveis a interferências externas e custavam centenas de milhares de dólares, entre outros problemas. Era preciso torná-las mais eficientes, compactas e baratas para serem levadas a Marte.

Em parceria com a Nasa, a Photon Systems, da Califórnia (EUA), conseguiu desenvolver um laser de luz ultravioleta profunda em miniatura, capaz de detectar aminoácidos —materiais orgânicos fundamentais para qualquer forma de vida conhecida.

É ele que equipa o instrumento do Perseverance chamado Sherloc (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals), muito mais preciso e sensível que espectrômetros com luz infravermelha ou visível.

Na Terra, os lasers UV podem ser usados para identificar compostos orgânicos nas mais diversas situações e mais baixíssimas concentrações que qualquer outro método.

A empresa tem desenvolvido produtos como sensores portáteis para monitorar a exposição de uma pessoa a contaminantes; equipamentos para laboratório; para as indústrias farmacêutica e alimentícia; e para tratamento de água e esgoto. Eles podem assegurar limpeza às fábricas, controle de qualidade dos produtos e economia.

Na área médica, um dos muitos usos possíveis é a identificação de bactérias e vírus em uma ferida ou infecção. Assim, é possível prescrever um antibiótico específico (em vez de um agressivo de amplo espectro) ou o melhor tratamento para o caso.

Em Marte, o Sherloc vai procurar por materiais orgânicos e analisar os minerais do solo, principalmente à procura de quaisquer sinais de vida, e também para entendermos melhor a composição e a história do planeta vermelho. O instrumento inclui uma câmera capaz de registrar imagens microscópicas.

Placas de circuito

Coletar amostras é o objetivo mais importante da missão, mas não o único. Pela primeira vez, a Nasa usará um sistema capaz de enviar vídeos de alta qualidade captados pelo rover, durante a aproximação e pouso no planeta, com detalhes nunca antes vistos pelo homem.

O Curiosity, enviado à Marte em 2012, nos mandou apenas algumas imagens comprimidas da superfície do planeta. O Perseverance, muito mais moderno, é equipado com seis câmeras de alta definição e um microfone, que pretendem registrar fielmente os "sete minutos de terror" —tempo entre a entrada na atmosfera superior, separação do módulo de pouso, abertura dos paraquedas e o toque no solo.

Os componentes das câmeras em si não são novidade. Já a placa de circuito que gerencia a interface e a energia foi projetada pela Nasa e construída pela Tempo Automation, de São Francisco (EUA).

O grande diferencial do processo de fabricação foi um software de simulação, que mostra, realisticamente, como a placa final irá ficar. Assim, é possível corrigir erros ou fazer melhorias antes de iniciar a produção —em algo tão avançado, uma simples falha pode custar muito tempo e dinheiro.

Entregar um produto no padrão Nasa não é tarefa fácil, e ajudou a empresa a expandir sua expertise para outras aplicações, desde eletrônicos de uso doméstico até satélites e foguetes.

Mars 2020

A missão da Nasa deve pousar na cratera Jezero, de 40 km de diâmetro e 500 m de profundidade, que há bilhões de anos foi um lago marciano. Se já existiu vida no planeta, mesmo que apenas atividade microbiana, este é o local com mais chances de guardar evidências.

Do tamanho de um carro popular, o rover Perseverance é, basicamente, uma tonelada de instrumentos sobre seis rodas robustas. Ele levou uma década e bilhões de dólares para ser desenvolvido. À primeira vista, ele se parece com o robô Curiosity, mas seus sete recursos são muito mais modernos, ou totalmente inovadores.

Uma das novidades é um mini helicóptero, chamado Ingenuity (Engenhosidade). A aeronave de 1,8 kg vai ser liberada da "barriga" do Perseverance, assim que um local ideal para isso for encontrado. É uma demonstração de tecnologia, para ver se um helicóptero consegue voar no ar rarefeito e ambiente hostil de Marte. Se bem-sucedido, abrirá portas para a exploração aérea dos planetas em futuras missões.

O Perseverance deve realizar seus experimentos por, pelo menos, 687 dias terrestres (um ano marciano). Ele é movido por um reator com núcleo de plutônio, capaz de produzir energia elétrica por até 14 anos. Energia solar foi descartada após o incidente com o rover Oportunity, que ficou inoperante após permanecer quase 16 anos em Marte —uma tempestade de areia cobriu seus painéis solares.

Além das investigações geológicas e climáticas e a busca por vida interplanetária, a Mars 2020 também é um ensaio para futuras missões tripuladas. O instrumento Moxie vai testar a extração de oxigênio da atmosfera do planeta, que é dominada por dióxido de carbono. Também há amostras de trajes espaciais a bordo, para ver como eles reagem ao ambiente hostil.

A viagem até Marte leva cerca de sete meses. Além dos Estados Unidos, outros dois países estão na acirrada corrida até lá: os Emirados Árabes Unidos enviaram a sonda Hope e a China lançou a missão Tianwen-1. Todas devem chegar ao planeta vermelho nas próximas semanas.

Vale lembrar que, das quarenta missões soviéticas, americanas, europeias, japonesas ou indianas lançadas para Marte desde 1960, a maioria fracassou.