Curiosity Rover – Máquinas Extremas, Missões e Descobertas

converted PNM fileA Curiosity é um Robot Rover – veiculo motorizado e automatizado do tamanho de um pequeno carro – que aterrou no dia 6 de Agosto de 2012, após uma viagem de 9 meses e 563 milhões de quilómetros, na cratera Gale do planeta Marte.

Os objectivos principais da missão da Curiosity em Marte são investigar e estudar o clima marciano e a sua geologia, procurando evidências que demonstrem se no passado ocorreram condições favoráveis à existência de vida. Inclui-se também nesta sua missão a preparação para uma possível exploração futura por seres humanos, ou ainda a pesquisa sobre a eventual existência de água junto ao equador marciano, análise da sua função e estudo da habitabilidade do planeta.

Dimensões e Alimentação: um robot atómico em Marte

A Curiosity tem uma massa de 899 kg dos quais aproximadamente 80 kg correspondem a instrumentos científicos. As suas dimensões são de 2,9 metros de comprimento por 2,7 metros de largura e 2,2 metros de altura. A propulsão é eléctrica e a sua fonte de energia consiste num gerador termelétrico a radioisótopos que funciona através de isótopos radioativos (como o Plutónio -238 que é um isótopo não físsil do Plutónio). Estes isótopos geram calor que é convertido em eletricidade através de Termopares. Como combustível o Rover transporta 4,8 kg de dióxido de plutónio -238 divididos em 32 cubos de 20 cm3.

Computadores: informática tolerante a raios cósmicos

Rover Family Portraits Sojourner, MER, MSL #106454 4/11/2008A sua base computacional é composta por dois computadores idênticos chamados de RCE (Rover Compute Element) e cada um inclui 256 KB de memória EEPROM, 256 MB de RAM (DRAM) e 2 GB de memória do tipo flash – a sua unidade central de processamento é uma CPU RAD750 com uma capacidade de 400 MIPS (1 MIPS = 1 milhão de instruções por segundo). Destes dois computadores, um actua como backup para o caso de falha no computador principal.

O Rover dispõe de uma unidade de medição de inércia (IMU) em três eixos, que devolve informações exactas sobre a sua posição, permitindo-lhe efectuar movimentos extremamente precisos em qualquer um dos eixos (vertical, longitudinal e horizontal). O dispositivo é usado como auxiliar de navegação, permitindo uma operação segura ao mesmo tempo que fornece informações sobre os ângulos de inclinação a que o veículo se encontra sujeito.

Tal como num cérebro humano, estes computadores registam e monitorizam sinais vitais, temperatura e outros sistemas críticos.

Actividades como o registo de imagens, condução e operação de instrumentos são realizadas através de sequências de comandos enviados a partir da Terra pelo controlo da missão. Ao mesmo tempo, o sistema gera constantemente dados de análise e telemetria, armazenando relatórios periódicos que podem ser consultados pelas equipas que coordenam a missão a Marte.

Comunicações: controlo remoto a mais de 560 milhões de km

Rover_03A Curiosity está equipada com diversos sistemas de comunicação que proporcionam uma operação tolerante a falhas. É um Rover robótico que dispõe de um transmissor /receptor de Banda X (SHF – 8 a 12 GHz) que pode efectuar comunicações directamente com o controlo de missão na Terra, integrando também um sistema UHF destinado à comunicação com os satélites de relay em orbita do “planeta vermelho”. A comunicação com o centro de comando na Terra é efetuada maioritariamente através dos satélites de relay, pois estes dispõem de mais potência e de antenas maiores, o que permite a obtenção de uma velocidade de comunicação superior. O tempo médio de comunicação entre a Terra e Marte é de 14 minutos e o Rover pode comunicar directamente com a Terra a uma velocidade de transmissão de 32 kbit/s mas, tal como já referido, a principal via de comunicação realiza-se através dos satélites Mars Reconnaissance Orbiter e Odyssey Orbiter em orbita de Marte: a velocidade de transmissão entre a Curiosity e estes satélites de relay pode chegar a 2 Mbit/s mas cada satélite apenas consegue comunicar com a Curiosity durante uma “janela” diária de 8 minutos.

Mobilidade: precisão absoluta num ambiente extremo

A Curiosity está equipada com seis rodas de 50 cm de diâmetro, instaladas num sistema de suspensão denominado por “Rocker-Bogie” que serviu também de trem de aterragem. Cada roda tem o seu dispositivo de acionamento e pode ser operada independentemente, permitindo que o veículo possa rodar sobre si mesmo e efectuar curvas apertadas.

Rover_05Todas dispõem de um perfil que auxilia o Rover a obter uma boa capacidade de tracção no solo marciano. Este rodado imprime marcas características nas areias de Marte; estas marcas são usadas pelas câmaras existentes a bordo para medir distâncias percorridas e formam a sigla JPL (Jet Propulsion Laboratory) em código Morse (.— .–. .-..).

A Curiosity consegue subir dunas com uma inclinação de 12,5 graus. Devido ao seu centro de gravidade, está habilitada a suportar inclinações de 50 graus em qualquer direcção, mas os seus sistemas de segurança impedem que esta ultrapasse os 30 graus.A distância ao solo é de 60 cm.

Baseando-se em variáveis que compreendem níveis de potência, dificuldade do terreno, visibilidade e aderência, este veículo consegue percorrer uma distância máxima de 200 metros por dia em navegação automática. A sua velocidade média é de 30 metros por hora, podendo atingir um máximo de 90 metros por hora. Durante a sua missão de 2 anos, deverá percorrer 19 km.