A carreira de piloto do Ingenuity terminou em 18 de janeiro de 2024, mas a máquina não desligou simplesmente.
Depois que o 72º vôo terminou com um pouso forçado em uma duna de areia, os engenheiros da NASA descobriram que os computadores, baterias, painéis solares, câmeras e sensores de temperatura do helicóptero ainda estavam funcionando. Eles deram um patch final de software e deixaram-no com uma nova rotina: acordar todos os dias marcianos, inspecionar-se, fotografar o solo e registrar a temperatura.
Há uma diferença importante aqui. O Ingenuity não está mais enviando relatórios meteorológicos ao vivo para a Terra. O Persistence foi seu único retransmissor de rádio, e o veículo espacial continuou dirigindo. Quaisquer que sejam os registros de engenhosidade, agora permanecem na memória, à espera de um veículo espacial, avião ou astronauta que talvez nunca vá embora.
Essa tranquila vida após a morte é indiscutivelmente mais estranha do que o plano original. Um helicóptero construído para cinco vôos diários para 30 marcianos poderia passar anos como um registrador ambiental desaparecido ao lado de sua própria lâmina quebrada.
Voar para Marte significa encontrar sustentação em quase qualquer ar
Na superfície de Marte, a atmosfera é menos de um por cento mais densa que na Terra. A gravidade inferior de Marte ajuda, mas não o suficiente para endireitar o vôo. Um rotor ainda precisa de moléculas para empurrar para baixo, e Marte raramente as fornece.
A engenhosidade resolveu o problema por ser excepcionalmente leve. Ele tinha uma massa de 1,8 kg, um corpo aproximadamente do tamanho de uma caixa de lenços de papel e dois rotores em contra-rotação com cerca de 1,2 metros de diâmetro. As pás normalmente giram a cerca de 2.400 rotações por minuto, muito mais rápido do que um helicóptero de tamanho normal na Terra.
Os veículos também precisam voar sozinhos. Um comando de rádio leva minutos para viajar entre a Terra e Marte, de modo que um piloto não pode reagir a rajadas, desvios ou obstáculos em tempo real. O Ingenuity usa um sensor inercial, um altímetro a laser e uma câmera de navegação descendente para estimar sua velocidade e manter uma rota planejada.
de Primeiro voo em 19 de abril de 2021 Durou 39,1 segundos. Subiu três metros, pendurou, virou e pousou. O primeiro vôo motorizado dos irmãos Wright durou 12 segundos. Em Marte, o modesto Hover foi suficiente para responder à questão central.
Cinco voos se tornaram um programa de operações de aeronaves
A NASA definiu eficiência como uma demonstração de tecnologia. Não tinha nenhum instrumento científico dedicado, e o sucesso da missão central do Persistence não dependia disso. Se falhasse durante a implantação ou no primeiro voo, o rover deveria ser alijado.
Em vez disso, o Ingenuity completou cinco demonstrações de voo e permaneceu saudável. A NASA expandiu seu papel em uma demonstração de operações. O helicóptero começou a explorar o terreno antes da persistência, fotografando possíveis rotas e zonas de pouso que os planejadores do rover não conseguiam ver do nível do solo.
Escrevi anteriormente sobre como uma máquina de cinco voos parcialmente construída com tecnologia de telefonia móvel alcançou o voo 72. Durante quase três anos ela viajou cerca de 17 quilômetros, passou 128,8 minutos no ar, subiu a uma altura de 24 metros e atingiu 10 metros por segundo.
Esses números são menos importantes como registros do que como experiência operacional. O Ingenuity enfrentou tempestades de poeira, noites de inverno frias o suficiente para forçar repetidas quedas de energia, terreno que bloqueou sua conexão de rádio e uma atmosfera em mudança que exigia velocidades de rotor mais rápidas. Uma demonstração de potencial torna-se um longo teste de confiabilidade.
O vôo final falhou porque o campo parecia muito vazio
O voo 72 não foi feito para viajar para lugar nenhum. O Ingenuity fez um pouso de emergência durante o vôo 71, então a próxima surtida foi planejada como um curto salto vertical para verificar seus sistemas e estabelecer sua posição.
O helicóptero subiu 12 metros, pairou e começou a descer. Cerca de 20 segundos após a decolagem, seu sistema de navegação não conseguia mais detectar características de superfície suficientes para rastrear. O solo abaixo era um campo de ondas de areia íngremes e aparentemente repetitivas, com pouca textura para a câmera acompanhar.
A NASA e a AeroVironment administraram mais tarde o que a agência chamou Outra primeira investigação de acidente de avião do mundo. Não havia nenhum gravador de vôo para recuperar e nenhuma testemunha ocular. A conclusão foi, portanto, provavelmente uma sequência, não uma certeza quadro a quadro.
Sem estimativas visuais confiáveis de velocidade, a nave parece atingir o solo com uma velocidade horizontal considerável. O forte impacto na ondulação da encosta faz com que a aeronave se incline e role. As cargas em rotores giratórios estacionários ocupam quatro pás a cerca de um terço do caminho de suas pontas, e uma grande parte de uma pá eventualmente se separa completamente.
Isso é mais preciso do que dizer que a ponta do rotor simplesmente cortou a areia. Um ataque à superfície pode ter feito parte do evento, mas os dados disponíveis apoiam uma falha de navegação seguida por um toque forte e rápido e uma carga destrutiva do rotor.
Aterrado significa não eletricamente morto
A persistência restabeleceu o contato dois dias após o acidente. O helicóptero estava em pé, os painéis solares ainda carregavam as seis baterias de íons de lítio e a maior parte dos componentes eletrônicos se comportava normalmente. Não compreendia, em nenhum sentido humano, que não podia mais voar.
Por um tempo, o Ingenuity enviou dados aviônicos e de temperatura ao rover uma vez por semana. Os engenheiros usaram esse link para testar o sistema e instalar uma atualização final de software. Em 16 de abril de 2024, a equipe do projeto se reuniu para seu último turno oficial de downlink.
O patch mudou o helicóptero de uma aeronave danificada para um banco de testes estático. NASA diz que engenhosidade acordará todos os diasExecute seu computador de vôo, verifique painéis solares, baterias e equipamentos eletrônicos, tire uma foto colorida da superfície e leia os sensores de temperatura em todo o veículo.
Chamá-la de estação meteorológica requer uma qualificação. O Agility não mede vento, pressão e umidade como o Persistence foi projetado para fazer com seu instrumento MEDA dedicado. Suas leituras de temperatura e imagens diárias podem revelar ciclos térmicos, deposição de poeira e mudanças no ambiente superficial local.
Os dados podem ser gravados mesmo que ninguém esteja ouvindo
A nave não tinha ligação direta de rádio com a Terra. Cada instrução e cada imagem retornada viajam persistentemente através de uma estação base. Assim que o rover estiver fora do alcance de comunicação, o helicóptero poderá continuar sua rotina diária, mas não entregará mais resultados.
A NASA estima que sua memória interna possa armazenar cerca de 20 anos de dados diários. Isso é capacidade, não uma previsão de que o hardware sobreviverá por duas décadas. A poeira pode reduzir lentamente a produção solar. Ciclos frios repetidos podem danificar baterias, juntas soldadas ou outros componentes. Uma única falha elétrica poderia encerrar o experimento sem que ninguém na Terra soubesse quando isso aconteceu.
O formato lembra um caderno de campo lacrado. As páginas ainda podem estar preenchidas, mas o caderno está em outro planeta. Recuperá-lo exigiria que uma futura máquina chegasse às Colinas Valinor, apelidadas pela NASA, estabelecesse um link de rádio compatível ou recuperasse fisicamente os dados.
Isto torna-o o teste final de engenhosidade, em oposição à ciência planetária comum. Não há downlinks fixos nem resultados garantidos. Os valores existem quando alguém retorna.
Seus sucessores seriam projetados como aeronaves, não como displays
A engenhosidade mudou as perguntas que 72 engenheiros de voo podem fazer. Antes de abril de 2021, um helicóptero de Marte tinha que provar que o voo controlado era possível. Mais tarde, os projetistas podem se concentrar na carga útil, na navegação, no alcance e no uso científico.
A NASA estudou helicópteros marcianos maiores, capazes de transportar instrumentos e navegar em terrenos além das capacidades dos sistemas de câmeras típicos do Ingenuity. A lição do voo 72 é particularmente direta: os futuros aviões precisam de melhores maneiras de estimar a velocidade em areia lisa, e não apenas de hélices mais fortes.
O impacto se estende além de Marte. Em um artigo anterior, observei o helicóptero Dragonfly, muito maior, que está sendo construído para a lua de Saturno, Titã. Titã oferece ar mais denso e gravidade mais fraca, mas a sua nave espacial herda maior confiança de que o voo com propulsão autónoma pode tornar-se um método sério de exploração planetária.
MOXIE tem experimentos e também engenhosidade na produção de oxigênio da atmosfera marciana. Nenhum dos instrumentos era o objetivo científico original do Persistence. Ambos foram construídos para provar uma capacidade futura onde um dia seria necessária.
Uma máquina pode exceder a definição da sua missão
A missão oficial do Ingenuity terminou quando rotores danificados impossibilitaram outro voo. Mas a aeronave ainda tinha potência, computação, memória e sensores. Os engenheiros encontraram um uso definitivo para o que restou.
Isso não significa que sabemos que está funcionando hoje. Quando a persistência acaba, não há relatório de status ativo. A afirmação mais precisa é que o Ingenuity foi programado para continuar gravando e sua memória foi projetada para reter os resultados muito depois do término da comunicação.
Como resultado, sua história tem dois finais. O primeiro é visível: um pouso forçado, quatro pás quebradas e um pequeno avião preso em uma onda de areia. A segunda está escondida dentro de sua eletrônica: um despertador diário, uma fotografia, um conjunto de temperaturas e outra entrada reservada a um leitor desconhecido.
O helicóptero que voou para Marte agora pode provar algo interessante sobre as máquinas deixadas para trás. Uma missão pode parar de se mover, parar de falar e ainda assim continuar a observar.
