Podemos estar vivendo na Era de Ouro de Exploração de Marte. Com vários orbitadores em torno de Marte e dois veículos espaciais em funcionamento na superfície do planeta vermelho, nosso conhecimento de Marte está crescendo a uma taxa sem precedentes. Mas nem sempre foi assim. Obter um lander para Marte e com segurança na superfície é um desafio difícil, e muitos landers enviados para Marte falharam.
A missão conjunta ESA / Roscosmos Mars Express e sua sonda Chiaparelli devem chegar a Marte em apenas 15 dias. Agora é um bom momento para analisar os desafios de levar um lander a Marte e também para recordar as muitas tentativas fracassadas.
Por enquanto, a NASA tem os direitos de se gabar como a única organização que conseguiu pousar com sucesso sondas em Marte. E eles fizeram isso várias vezes. Mas eles não foram os primeiros a tentar. A União Soviética tentou primeiro.
A URSS enviou várias sondas para Marte a partir da década de 1960. Eles fizeram sua primeira tentativa em 1962, mas essa missão não foi lançada. Esse fracasso ilustra o primeiro desafio de conseguir uma nave para pousar em Marte: foguetes. Somos muito melhores em foguetes do que na década de 1960, mas ainda acontecem contratempos.
Então, em 1971, os soviéticos enviaram para Marte um par de sondas chamado Marte 2 e Marte 3. Ambos eram orbitadores com pousos destacáveis destinados à superfície marciana. O destino de Marte 2 e Marte 3 fornece outros exemplos ilustrativos dos desafios de chegar a Marte.
Marte 2 se separou do seu orbitador com sucesso, mas colidiu com a superfície e foi destruído. O acidente provavelmente foi causado por seu ângulo de descida, que era muito íngreme. Isso interrompeu a sequência de descida, o que significa que o pára-quedas falhou ao implantar. Portanto, Marte 2 tem a distinção dúbia de ser o primeiro objeto feito pelo homem a chegar a Marte.
Marte 3 era exatamente o mesmo que Marte 2. Os soviéticos gostavam de fazer missões em pares naquela época, por redundância. Marte 3 se separou de seu orbital e seguiu para a superfície marciana e, através de uma combinação de quebra aerodinâmica, foguetes e pára-quedas, tornou-se o primeiro veículo a fazer um pouso suave em Marte. Então foi um sucesso, mais ou menos.
Mas, após apenas 14,5 segundos de transmissão de dados, ficou silencioso e nunca mais foi ouvido. A causa provavelmente foi uma intensa tempestade de poeira. Em uma reviravolta ímpar, o navegador Mariner 9 da NASA chegou a Marte apenas alguns dias antes de Marte 2 e 3, tornando-se a primeira espaçonave a orbitar outro planeta. Ele capturou imagens das tempestades de poeira que ocultam o planeta, acima das quais apenas o vulcão Olympus Mons podia ser visto. Essas imagens forneceram uma explicação para o fracasso de Marte 3.
Em 1973, os soviéticos tentaram novamente. Eles enviaram quatro naves para Marte, duas das quais eram pousos, chamados Marte 6 e Marte 7. Marte 6 falhou no impacto, mas o destino de Marte 7 foi talvez um pouco mais trágico. Ele perdeu completamente Marte, por cerca de 1300 km, e está em órbita helicêntrica até hoje. Nos nossos dias, assumimos que nossa espaçonave irá para onde queremos, mas Marte 7 nos mostra que tudo pode dar errado. Afinal, Marte é um alvo em movimento.
Na década de 1970, a NASA acabou com o sucesso do seu programa Apollo e estava montando seus sites em Marte. Eles desenvolveram o programa Viking, que viu 2 landers, Viking 1 e Viking 2, enviados para Marte. Ambos eram configurações de sonda / aterrissagem, e os dois pousaram com sucesso na superfície de Marte. Os vikings enviaram belas fotos de Marte que causaram emoção ao redor do mundo.
Em 1997, o Martian Pathfinder da NASA chegou a Marte e pousou com sucesso. O próprio Pathfinder estava parado, mas trouxe um pequeno veículo espacial chamado Sojourner. Sojourner explorou a área de pouso imediato ao redor do Pathfinder. Sojourner se tornou o primeiro veículo espacial a operar em outro planeta.
O Pathfinder conseguiu enviar mais de 16.000 imagens de Marte, juntamente com seus dados científicos. Foi também uma missão de prova de conceito para tecnologias como prevenção automática de obstáculos e touchdown mediado por airbag. O Pathfinder ajudou a estabelecer as bases para a Missão Mars Exploration Rover. Isso significa espírito e oportunidade.
Mas depois do Pathfinder, e antes do Spirit and Opportunity, chegou um momento de fracasso nas tentativas de aterrissagem marciana. Todos participaram do fracasso, ao que parece, com a Rússia, o Japão, os EUA e a Agência Espacial Européia, todos sofrendo um fracasso amargo. Falhas de foguetes, erros de engenharia e outros erros de terminal contribuíram para a falha.
O orbitador Nozomi do Japão ficou sem combustível antes de chegar a Marte. O Mars Polar Lander da NASA falhou em sua tentativa de pouso. O Deep Space 2 da NASA, parte da missão Polar Lander, falhou na aterrissagem sem pára-quedas e nunca foi ouvido. O módulo de aterrissagem Beagle 2 da ESA chegou à superfície, mas dois de seus painéis solares não foram implantados, encerrando sua missão. A Rússia juntou-se novamente ao fracasso, com sua missão Phobos-Grunt, que na verdade estava indo para a lua marciana Phobos, para recuperar uma amostra e enviá-la de volta à Terra.
Em uma falha infame, os engenheiros misturaram o uso de unidades inglesas com as unidades Metric, fazendo com que o Mars Climate Orbiter da NASA queimasse ao entrar. Essas falhas nos mostram que a falha não é rara. É difícil e desafiador chegar à superfície de Marte.
Após esse período de falha, os rovers Spirit e Opportunity da NASA foram sucessos sem precedentes. Eles desembarcaram na superfície marciana em janeiro de 2004. Ambos excederam a duração planejada de três meses para a missão, e o Opportunity ainda está forte agora.
Então, onde isso nos deixa agora? A NASA é a única a pousar com sucesso um veículo espacial em Marte e fazer com que ele cumpra sua missão. Mas a ESA e a Rússia estão determinadas a chegar lá.
O lander Schiaparelli, como parte da missão ExoMars, é principalmente uma prova de missão tecnológica. De fato, seu nome completo é o módulo de aterrissagem Schiaparelli EDM, que significa módulo de demonstração de entrada, descida e aterrissagem.
Ele terá uma pequena capacidade científica, mas foi realmente projetado para demonstrar a capacidade de entrar na atmosfera marciana, descer com segurança e, finalmente, pousar na superfície. Na verdade, ele não possui painéis solares ou outra fonte de energia e apenas carrega energia da bateria suficiente para sobreviver por 2 a 8 dias.
Schiaparelli enfrenta os mesmos desafios que outras embarcações destinadas a Marte. Uma vez lançado com sucesso, o que era, ele teve que navegar até Marte. Isso levou cerca de 6 meses e, como o ExoMars fica a apenas 15 dias da chegada a Marte, parece que ele conseguiu fazer o seu caminho. Mas talvez a parte mais complicada venha a seguir: entrada atmosférica.
Schiaparelli é como a maioria das embarcações marcianas. Isso fará uma entrada balística na atmosfera marciana, e isso deve ser feito corretamente. Não há espaço para erros. O ângulo de entrada é a chave aqui. Se o ângulo for muito íngreme, Schiaparelli pode superaquecer e queimar na entrada. Por outro lado, se o ângulo for muito raso, poderá atingir a atmosfera e saltar de volta ao espaço. Não haverá segunda chance.
A sequência de entrada e descida é pré-programada. Vai funcionar ou não. Levaria muito tempo para enviar qualquer comando para Schiaparelli quando ele entra e desce para Marte.
Se a entrada for bem sucedida, o pouso será o próximo. O local exato da aterrissagem é impreciso, devido à velocidade do vento, turbulência e outros fatores. Como outras embarcações enviadas para Marte, o local de pouso de Schiaparelli é definido como uma elipse.
O sonda estará viajando a mais de 21.000 km / h quando chegar a Marte e terá apenas 6 ou 7 minutos para descer. Nessa velocidade, Schiaparelli terá que suportar um aquecimento extremo por 2 ou 3 minutos. Seu escudo térmico o protegerá e atingirá temperaturas de vários milhares de graus Celsius.
Ele desacelerará rapidamente e, a cerca de 10 km de altitude, terá desacelerado para aproximadamente 1700 km / h. Nesse ponto, um pára-quedas será acionado, o que diminuirá ainda mais a nave. Depois que o pára-quedas desacelera, o escudo térmico é descartado.
Na Terra, um paraquedas seria suficiente para diminuir a velocidade de uma embarcação descendente. Mas com a atmosfera menos densa de Marte, foguetes são necessários para a descida final. Um radar a bordo monitorará a altitude de Schiaparelli à medida que se aproxima da superfície, e foguetes disparam para desacelerá-lo a alguns metros por segundo, em preparação para o pouso.
Nos momentos finais, os foguetes param de disparar e uma queda livre curta sinalizará a chegada de Schiaparelli em Marte. Se tudo correr conforme o planejado, é claro.
Não teremos muito tempo para esperar. Em breve, saberemos se a ESA e a Rússia se unirão à NASA como as únicas agências que conseguirão pousar com sucesso uma nave em Marte. Ou, se eles forem adicionados à longa lista de tentativas com falha.
