Helicópteros e drones podem voar em outros planetas?

Um dos maiores objetivos da ciência atual é conseguir desbravar o espaço e expandir o domínio humano, a exemplo dos projetos para uma futura colonização de Marte. Se fosse possível criar um drone ou helicóptero para voar especificamente sobre os céus do planeta, seria possível cobrir um território muito maior, com muito mais rapidez que com uma sonda de superfície. Mas projetar uma aeronave apropriada é um enorme desafio.

Em 19 de abril de 2021, um minúsculo helicóptero experimental chamado Ingenuity (“Engenhosidade”, em português) levantou voo no solo de Marte. Os rotores da máquina autônoma giraram na atmosfera rarefeita para produzir impulso suficiente, levando a aeronave até a altura de um prédio de um andar.

Nasa

O Ingenuity planou e depois pousou com segurança, completando o primeiro voo controlado da humanidade em outro planeta. O local da aterrissagem recebeu o nome de Campo Irmãos Wright, em homenagem aos pioneiros americanos da aviação.

Um helicóptero do tamanho de um pequeno carro, chamado Dragonfly (“Libélula”, em português), está programado para dar o próximo passo em meados dos anos 2030. Ele pousará na maior lua de Saturno, Titã, para iniciar a primeira missão exploratória humana naquele satélite.

Em uma hora, o Dragonfly voará mais do que qualquer sonda de superfície já viajou em outro planeta. O veículo em forma de drone com múltiplos rotores voará sobre Titã, pousando por um dia de Titã (equivalente a 16 dias terrestres) para conduzir experimentos antes de voar para o seu próximo destino.

Nasa

Mas o maior desafio da aviação extraterrestre é Vênus, considerando que o planeta é extremamente quente e apresenta extremos de pressão, temperatura e atmosfera ácida. Nenhum veículo sobreviveu por mais de 127 minutos na superfície do planeta.

Mesmo assim, os cientistas estão propondo enviar duas aeronaves para Vênus. Uma, em forma de planador, movida a energia solar, que pode voar indefinidamente pela atmosfera superior e mais favorável do planeta. A outra é um projeto de asa voadora que voará através das condições hostis próximas à superfície.

“O desenvolvimento da tecnologia para poder pousar em Vênus é difícil”, afirmou Eldar Noe Dobrea, cientista sênior do Instituto de Ciências Planetárias, na Califórnia (Estados Unidos), que está desenvolvendo os conceitos das missões para Vênus. “A única alternativa é voar pela atmosfera”, completou o pesquisador.

Nasa

Teddy Tzanetos, tecnólogo em robótica do Grupo de Mobilidade Aérea e líder da equipe do Helicóptero Marciano Ingenuity, já está trabalhando nos projetos para a próxima geração de helicópteros marcianos. “Sabemos o que o primeiro voo dos irmãos Wright trouxe para a humanidade aqui na Terra e acho que seguiremos o mesmo modelo em outros planetas”, afirma ele.

“Eu não havia pensado em uma analogia como essa, mas o Dragonfly é o próximo passo depois do primeiro voo do Ingenuity”, afirma Elizabeth Turtle, que é a principal pesquisadora do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins. “Ele será o primeiro veículo [aéreo] a transportar toda a sua carga científica de um lugar para outro”, explicou.

As expectativas para a aviação espacial

Dirigíveis, helicópteros, drones e até aviões propulsores infláveis, robóticos e controlados (todos propostos pelos cientistas da Nasa), poderão recolher rapidamente dados de alta qualidade sobre grandes áreas da superfície de um planeta, evitar terrenos perigosos, coletar imagens detalhadas que são impossíveis de obter com sondas de superfície ou satélites e observar os alvos das missões de diferentes pontos de vista.

Veículos aéreos como esses podem ir, também, a locais em que os veículos de superfície não conseguem, como montanhas, picos e até a superfície inóspita de Vênus. O problema dos engenheiros da Nasa é que o ambiente de cada planeta impõe restrições diferentes sobre o tipo de aeronave, suas cargas e capacidades. Além disso, a tecnologia disponível para os engenheiros apresenta restrições similares.

Pixabay

A atmosfera em Marte tem menos de 1% da espessura da atmosfera da Terra, o que torna muito difícil que uma aeronave consiga levantar voo no planeta. Isso significa, por sua vez, que um helicóptero marciano deve ser muito leve, mas ainda poder carregar suas baterias de íons de lítio, sensores e câmeras, bem como o aquecimento e isolamento necessários para mantê-lo em funcionamento nas frias noites marcianas.

Marte x Titã

Por outro lado, Titã é o extremo oposto de Marte. A lua de Saturno tem o tamanho de um planeta e possui uma crosta superficial coberta de gelo, sob a qual existe um oceano que cobre todo o planeta. Ela é terrivelmente fria e lá chove metano. Pesquisadores já sugeriram que, talvez, barcos poderiam explorar a superfície da lua, enquanto submarinos explorariam o mar abaixo da superfície e aeronaves voariam pela atmosfera.

“O ambiente de Titã, de fato, é único e apropriado para exploração com equipamento mais pesado que o ar”, segundo Melissa G. Trainer, uma das principais pesquisadoras da missão Dragonfly. Titã tem baixa gravidade e atmosfera densa, o que significa que aviões e helicópteros podem ter tamanho maior, transportar cargas mais pesadas e oferecer mais recursos que em um planeta como Marte.

O ambiente de Titã indica que um helicóptero como o Dragonfly pode carregar a potente bateria nuclear da Nasa, que é necessária para os objetivos científicos da missão, além dos próprios experimentos, do hardware de computador e dos resistentes esquis de aterrissagem necessários para pousar na superfície acidentada do satélite.

Nasa

Os mapas de Titã existentes não são suficientemente detalhados, mas o helicóptero voará sobre um possível local de aterrissagem e seguirá voando se não for seguro descer. “O Dragonfly fará seus próprios mapas de Titã enquanto voa”, afirmou Trainer. “Essa abordagem evasiva é a opção menos perigosa”, completou.

Já Marte apresenta vantagens sobre Titã em um aspecto. “O conjunto de satélites em volta de Marte que está lá há décadas pode fazer a verificação para o Ingenuity e funcionar como repetidor”, segundo Turtle.

“O Dragonfly precisa comunicar-se diretamente com a Terra e com os próprios batedores locais”, explicou a pesquisadora. Leva menos de um dia para que os dados viajem de Marte para a Terra para análise e as ordens para o Ingenuity serem enviadas de volta. Em Titã, esse tempo será muito maior.

Fonte: BBC