Explorar um vale e cavernas em Marte, em busca de vida: estes são os objetivos da iniciativa de pesquisa alemã VaMEx. A cátedra de tecnologia espacial da Universidade de Würzburg está envolvida.
Um enorme desfiladeiro se estende por Marte: Valles Marineris tem 3.000 quilômetros de comprimento, 600 quilômetros de largura e, em média, oito quilômetros de profundidade. Seu nome latino remonta ao orbitador de Marte ‘Mariner‘, que descobriu o vale no início dos anos 1970.
Desde 2012, este maior desfiladeiro conhecido no sistema solar tem recebido atenção especial da Agência Espacial Alemã no Centro Aeroespacial Alemão (DLR). A iniciativa VaMEx visa desenvolver tecnologias-chave para a exploração robótica deste terreno difícil em um “enxame”: O VaMEx – Valles Marineris Explorer consiste em dirigir, caminhar e voar drones que formam um sistema global complexo.
A iniciativa VaMEx da agência espacial visa explorar pela primeira vez os desfiladeiros e cavernas do cânion. Também procurará vestígios de água líquida e, portanto, possivelmente de vida que possa existir ali em nichos protegidos. Para isso, o DLR quer trazer para Marte um enxame de robôs autônomos e interconectados: eles operarão no solo, no ar e em cavernas, onde coletarão imagens e outros dados.
Cavernas como locais-alvo particularmente interessantes
É provável que existam várias cavernas no vale acidentado. Mesmo na paisagem aparentemente monótona da Lua, pesquisadores da Itália e dos EUA descobriram recentemente a entrada de uma grande caverna.
As cavernas não são interessantes apenas como locais para bases lunares ou marcianas. Elas oferecem proteção contra a radiação cósmica, mantêm temperaturas mais moderadas e, portanto, também um bom ambiente para a preservação da vida, que poderia ter surgido há bilhões de anos, quando as condições em Marte eram muito mais favoráveis.
Além da Cátedra de Tecnologia da Informação Aeroespacial na Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, uma equipe da Cátedra de Tecnologia Espacial da JMU também está agora envolvida na exploração de Valles Marineris. Sua tarefa é desenvolver um conceito de comunicação para o enxame de robôs. Na atual terceira fase de desenvolvimento do VaMEx, a Agência Espacial Alemã no DLR está financiando o subprojeto na JMU com cerca de 1,5 milhões de euros.
Como o enxame de robôs é composto
O líder do projeto, Professor Hakan Kayal, diz:
“Demos ao nosso subprojeto o nome de ‘VaMEx3-MarsSymphony‘ porque o objetivo é fazer com que os elementos individuais do enxame de robôs toquem juntos harmoniosamente como uma orquestra.”
Na atual fase de desenvolvimento, o enxame inclui robôs móveis no ar e em terra, um gateway estacionário no solo que serve como centro de comando para comunicação e um simulador de satélite para troca de dados com a Terra.
Quando os robôs no solo entram nas cavernas, eles ficam protegidos da superfície de Marte e não podem se comunicar diretamente com o portal. O conceito, portanto, também inclui estações repetidoras, que transmitem as imagens e dados gravados em uma cadeia de transporte – desde o robô na caverna até o portal na superfície do planeta.
Tecnologia de Würzburg: Corpos de autorrotação
O enxame também inclui os chamados corpos de autorrotação: eles são lançados do ar e coletam dados enquanto deslizam suavemente em direção ao solo. Eles conseguem isso graças ao seu desenho especial: os corpos alongados são construídos como sementes de carvalho silvestre. Eles têm uma asa e giram em seu próprio eixo, permitindo que girem suavemente para baixo. Sua trajetória de voo pode ser controlada para que possam ser distribuídos por uma área maior e então utilizados como sensores, repetidores e redes de navegação.
O gerente do projeto MarsSymphony, Clemens Riegler, está particularmente satisfeito com o uso dos corpos de autorrotação: ele ajudou a desenvolver os corpos em queda quando ainda era estudante – a partir de 2016 no programa Rexus-Bexus da Agência Espacial DLR e no grupo universitário de Würzburg WüSpace e.V., que permite alunos trabalharem em projetos aeroespaciais.
Riegler continua desenvolvendo o sistema de pouso na sua tese de doutoramento:
“É ótimo ver que o DLR está reconhecendo este trabalho e que agora se tornou parte de um projeto para explorar Marte!”
Uma câmera celestial está integrada ao gateway
A orquestra robótica de Marte tem outra característica única: o portal estacionário será equipado com uma câmera que vigia o céu marciano.
Hakan Kayal. afirma:
“Todas as missões anteriores a Marte concentraram-se na superfície do planeta, mas queremos olhar para cima pela primeira vez.”
E deve haver muito para observar por lá: formação de nuvens, entrada de meteoros ou relâmpagos e outros fenômenos luminosos de curta duração.
Meteoros do tamanho de uma bola de basquete parecem atingir Marte quase todos os dias: foi isso que os pesquisadores concluíram a partir de dados sísmicos de junho de 2024.
Hakan Kayal diz:
“Poderíamos comprovar isso ainda mais com dados se filmarmos a entrada de meteoros com nossa câmera UAP e correlacionarmos esses eventos com os sinais sísmicos.”
A abreviatura UAP significa ‘Fenômenos Anômalos Não Identificados’. O nome da câmera deriva de sua capacidade de usar inteligência artificial para detectar especificamente fenômenos celestes desconhecidos, como os observados na Terra. A integração de um sistema de câmeras para observação do céu no gateway representa um passo significativo no desenvolvimento de um sistema de detecção de fenômenos de curto prazo na atmosfera marciana e para pesquisa de UAPs (OVNIs). Com o MarsSymphony, a pesquisa de OVNIs está sendo subsidiada com fundos federais pela primeira vez. O novo tipo de câmera de observação do céu também poderá detectar OVNIs em Marte no futuro.
Comunicação entre gateway e satélite de retransmissão como um desafio
A comunicação entre os elementos descritos e o segmento espacial é um desafio fundamental na transmissão dos dados científicos obtidos. Devido à escassez de recursos, isto aplica-se em particular à comunicação entre o gateway na superfície de Marte e os satélites retransmissores em órbita.
Os módulos de pouso atuais usam atualmente a banda S ou X. No entanto, a mudança da banda X para a banda Ka é um passo decisivo para aumentar a taxa de dados do canal de transmissão. O parceiro do projeto de Berlim, IQ Technologies for Earth and Space GmbH, desenvolverá, portanto, um transceptor compatível com banda Ka para uso em módulos de pouso e pequenos satélites interplanetários com base em seu sistema XLink comprovado em voo. Além de hardware transceptor para sistemas interplanetários, o projeto também desenvolverá protocolos de transmissão customizados e flexíveis.
Teste de Sistema 2025 com Missão Analógica na Terra
Se o enxame de robôs funcionar conforme planejado, ele será testado durante uma missão analógica em 2025: Os participantes irão simular a missão a Marte na Terra, provavelmente em uma pedreira na Alemanha. A câmera UAP de Würzburg também desempenhará um papel importante nesta simulação: suas gravações de vídeo do céu fornecerão volumes de dados suficientemente grandes para testar a resiliência do sistema de comunicação.
Se a missão analógica correr bem, qual seria o próximo passo?
Hakan Kayal explica:
“Num possível projeto subsequente, o hardware teria que ser adaptado para uso em Marte.”
Porque as condições lá são duras: a atmosfera é rarefeita, a temperatura média é de 63 graus Celsius negativos e grandes tempestades de poeira varrem regularmente o planeta vermelho.
Financiamento e outros fatos
O subprojeto Würzburg VaMEx-3 “Demonstração de um link de rádio completo para comunicação por satélite com jipes-sondas sem linha de visão para a exploração de Valles Marineris” está sendo financiado pela Agência Espacial Alemã em DLR sob o código 50RK2451A, com fundos do Ministério Federal da Economia e Proteção Climática na sequência de uma decisão do Bundestag alemão.
O projeto está baseado no Centro Interdisciplinar de Pesquisa para Estudos Extraterrestres (IFEX) da Universidade de Würzburg. Além do líder do projeto, Professor Hakan Kayal, e do gerente de projeto Clemens Riegler, outros quatro funcionários e três estudantes assistentes estão envolvidos no subprojeto VaMEx3-MarsSymphony. O início oficial do projeto de dois anos foi em 1º de agosto de 2024; a reunião inicial ocorreu em 5 de setembro de 2024 na Agência Espacial DLR em Bonn.
(Fonte)
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