Marte é um planeta empoeirado. De minúsculos redemoinhos de poeira a vastas tempestades que cobrem o planeta, a poeira é um desafio constante para as missões de pesquisa. Isso foi especialmente verdadeiro para o Ingenuity, o helicóptero que desde fevereiro de 2021 explora Marte ao lado do rover Perseverance da NASA. Agora, pesquisadores do Stevens Institute of Technology, do Space Science Institute, e o Laboratório de Propulsão a Jato concluíram o primeiro estudo do mundo real da dinâmica da poeira marciana com base nos primeiros voos históricos do Ingenuity no Planeta Vermelho, abrindo caminho para futuras missões extraterrestres de helicópteros.
O trabalho, relatado na edição de dezembro de 2022 da Jornal de Pesquisa Geofísica: Planetaspoderia apoiar o Programa de Retorno de Amostras de Marte da NASA, que recuperará amostras coletadas pelo Perseverance, ou a missão Dragonfly que definirá o curso para Titã, a maior lua de Saturno, em 2027.
“Há uma razão pela qual os pilotos de helicóptero na Terra preferem pousar em heliportos”, disse Jason Rabinovitch, co-autor e professor assistente da Stevens. “Quando um helicóptero pousa no deserto, sua corrente descendente pode levantar poeira suficiente para causar uma ‘queda’ de visibilidade zero – e Marte é efetivamente um grande deserto.”
Rabinovitch trabalha no programa Ingenuity desde 2014, juntando-se ao Laboratório de Propulsão a Jato logo depois que o conceito foi apresentado pela primeira vez à NASA e criando os primeiros modelos teóricos de levantamento de poeira por helicóptero nos ambientes marcianos empoeirados. Em Stevens, Rabinovitch continua a trabalhar com o JPL e investiga as interações pluma-superfície durante a descida motorizada de uma espaçonave. Ele também modela inflação de paraquedas supersônico e fenômenos geofísicos, como plumas em Encélado.
Estudar a dinâmica da poeira em outro planeta não é fácil, explicou Rabinovitch. “O espaço é um ambiente pobre em dados. É difícil enviar vídeos e imagens de volta à Terra, então temos que trabalhar com o que podemos obter.”
Para superar esse desafio, Rabinovitch e seus colegas do JPL usaram técnicas avançadas de processamento de imagem para extrair informações de seis voos de helicóptero, todos vídeos de baixa resolução capturados pelo Perseverance. Ao identificar pequenas variações entre os quadros de vídeo e a intensidade da luz de pixels individuais, os pesquisadores conseguiram calcular o tamanho e a massa total das nuvens de poeira levantadas quando o Ingenuity decolou, pairou, manobrou e pousou.
Os resultados ficaram muito próximos dos modelos de engenharia de Rabinovitch – em si uma conquista incrível, dadas as informações limitadas disponíveis para a equipe em 2014, quando Rabinovitch e seus colegas estavam escrevendo cálculos no verso do envelope destinados a apoiar o original projeto de engenhosidade.
A pesquisa mostra que, como previsto, a poeira é uma consideração significativa para helicópteros extraterrestres, com o Ingenuity estimando ter levantado cerca de um milésimo de sua própria massa (quatro libras) em poeira cada vez que voou. Isso é muitas vezes mais poeira do que seria gerado por um helicóptero equivalente na Terra, embora Rabinovitch adverte que é complicado fazer comparações diretas.
“Foi emocionante ver o vídeo Mastcam-Z do Perseverance, que foi feito por motivos de engenharia, acabou mostrando o Ingenuity levantando tanta poeira da superfície que abriu uma nova linha de pesquisa”, disse Mark Lemmon, pesquisador sênior da o Space Science Institute Mars Science Laboratory e primeiro autor do estudo.
“Quando você pensa em poeira em Marte, você deve considerar não apenas a gravidade mais baixa, mas também os efeitos da pressão do ar, temperatura, densidade do ar – há muito que ainda não entendemos completamente”, disse Rabinovich. Ainda assim, acrescentou, é isso que torna o estudo das nuvens de poeira do Ingenuity tão empolgante.
Uma melhor compreensão dos apagões pode ajudar a NASA a estender futuras missões robóticas, mantendo os painéis solares operacionais por mais tempo ou tornando mais fácil pousar equipamentos delicados com segurança na empoeirada superfície marciana. Também poderia oferecer novos insights sobre o papel do vento e da poeira transportada pelo vento nos padrões climáticos e na erosão, tanto na Terra quanto em ambientes extremos ao redor do Sistema Solar.
Com informações de Science Daily.