Mars Polar Lander

Concepção artística do Mars Polar Lander

O Mars Polar Lander ou o Pousador Polar de Marte[1] é uma sonda espacial norte-americana, gerenciada pelo Laboratório de propulsão a jacto da NASA. Foi lançado pelo foguete Delta II 7425 em 3 de janeiro de 1999 e chegou a Marte em 3 de dezembro de 1999, após uma viagem de nove meses. Era a primeira tentativa de pouso em Marte desde a missão Mars Pathfinder de 1997.

A sonda na realidade transportava duas sondas distintas ou melhor dizendo, três sondas. A sonda principal, Mars Polar Lander e as duas micro-sondas do experimento Deep Space 2.

Quanto ao experimento Deep Space 2, tratava-se do segundo empreendimento do New Millennium Program - NMP, um programa especial da NASA que visa desenvolver novas tecnologias com o intuito de melhor realizar as pesquisas, suplantando as várias adversidades que acompanham a exploração espacial.

Mars Polar Lander foi enviado poucas semanas após o lançamento da Mars Climate Orbiter. Era a primeira nave espacial do programa Mars Surveyor '98, a outra nave espacial era a Mars Climate Orbiter, anteriormente denominada de Mars Surveyor '98 Orbiter.

As duas naves espaciais foram lançadas separadamente, mas formavam uma única missão com a finalidade de estudar o clima de Marte. Razão pela qual ambas as naves foram lançadas em um curto espaço de tempo. O objetivo primário desta missão seria a de realizar o estudo do solo e do clima nas imediações do local de pouso.

Lançamento e a viagem

O primeiro estágio foi movido pelo motor RS-27A da Boeing, ajudado pelos foguetes auxiliares feitos em grafite-epóxi. O segundo estágio foi impulsionado pelo motor AJ-10-118K da Aerojet. O terceiro estágio ficou a cargo do motor Star 48B da AtK Thiokol.

Após a queima do terceiro estágio e de seu desligamento do resto da nave espacial, esta se encontrava em rotação, devido aos procedimentos de lançamento e de navegação da sonda. Foi iniciada uma ação para deter esta rotação e assim que isso foi feito, os painéis solares foram abertos e dirigidos ao Sol e as antenas da Rede de Espaço Profundo iniciaram o monitoramento da nave espacial.

Durante a fase de cruzeiro os contatos com a nave especial foram feitos através da antena de médio-ganho. Quinze dias após seu lançamento foi programada a maior correção de trajetória prevista em toda a viagem. Dependendo do grau de correção, esta correção seria feita em duas etapas.

Lançamento da missão Mars Polar Lander

Quatro pequenas correções de trajetórias foram previstas para o restante do cruzeiro e mais uma correção de emergência foi programada, caso fosse necessária usá-la, para sete horas antes da entrada na atmosfera de Marte.

Quando estivesse próxima de Marte a nave espacial Mars Polar Lander receberia apoio do Mars Climate Orbiter ou do Mars Global Surveyor, para auxiliar na obtenção de uma maior precisão na trajetória de sua chegada a Marte.

O pousador e as duas micro-sondas chegaram em bom estado a Marte. Minutos antes da entrada na atmosfera, o estágio de cruzeiro que transportava o pousador durante sua travessia pelo espaço, foi descartado e o pousador dentro de sua cápsula térmico-mecânica protetora iniciou a descida em Marte.

Pouco antes da separação, duas micro-sondas do programa Deep Space 2 se desconectaram do estágio de cruzeiro e iniciaram a descida em Marte, independentemente da cápsula do pousador. Elas eram chamadas de Amundsen e Scott, nomes de dois dos primeiros exploradores a atingirem o pólo sul da Terra.

Durante a sua entrada na atmosfera, o Mars Polar Lander fez o uso de paraquedas.

Quase no começo de sua queda foram acionados retrofoguetes que diminuíram sua velocidade de queda. A Câmera Imageadora ou Mars Descent Imager - MARDI fotografou a descida do pousador em Marte.

Pouso

O local de pouso foi próximo ao pólo sul, entre 74º Sul e 78º Sul, menos de 1000 km de distância do pólo. Esta área é uma região onde a capa de gelo polar avança e recua conforme as estações do ano. Poderiam existir materiais que contivessem informações sobre a história climática de Marte. A aterrissagem ocorreu na primavera do hemisfério sul de Marte.

Mars Polar Lander com suas duas mini-sondas

No primeiro dia de sua aterrissagem, todos os equipamentos deveriam ser abertos, incluindo os painéis solares, a antena de médio-ganho e o braço mecânico, feita a checagem dos equipamentos e o estabelecimento de comunicações com a Terra, além do início da fase de pesquisas científicas.

O aterrizador estava equipado com transmissores de UHF. Para receber dados da Terra, o aterrizador receberia as informações pelo Mars Climate Orbiter e ou pelo Mars Global Surveyor. Para transmitir dados para a Terra, o aterrizador faria o uso do Mars Climate Orbiter.

Para contato de emergência direto com a Terra, o aterrizador faria o uso da sua antena de médio-ganho.

Instrumentos de pesquisa

Entre os instrumentos que equipavam o aterrizador estavam:

  • Mars Volatiles and Climate Surveyor - MVACS, tratava-se de um conjunto de instrumentos que deveriam fazer pesquisa do clima no sítio de pouso, para exatamente conhecer como a história climática de Marte se alterou. Carregava também o instrumento LIDAR da Agência Espacial Russa.
  • Light Detection and Ranging –LIDAR é um sistema de sondagem a laser que está situado na parte superior do aterrizador. Utiliza laser a gálio-alumínio- arsênio, que emite pulsos constante de energia e de ondas de igual comprimento.
O LIDAR atua em dois modos de sondagem. O ativo e o acústico. Durante a fase de sondagem, pulsos de luz são emitidos e retornam com intervalos diferentes de acordo com a localização e tipo de material que tenha se chocado, como gelo ou nuvens de poeira, para distâncias de 2 até 3 km. Quanto à sonda acústica, trata-se de um microfone destinado a captar sons externos.
Diagrama do mars Polar Lander
O LIDAR foi fornecido pelo Space Research Institute - IKI da Rússia, pela Academia de Ciências, sob o patrocínio da Agência Espacial Russa (Russian Space Agency – RSA).
  • MVACS incluía pesquisas meteorológicas, fotografias e experimentos com o solo de Marte. Um braço robótico seria usado para cavar o solo e recolher amostras para análises.

Pretendia-se que as pesquisas fossem capazes de analisar o gelo junto ao solo e ver as alterações climáticas durante as estações em Marte, pesquisando os ciclos de vapor de água e do dióxido de carbono e da poeira em Marte. Aguardava-se que o aterrizador funcionasse por pelo menos três meses.

Micro-sondas

O programa Deep Space 2 consistia no envio de duas micro-sondas, com a finalidade de demonstrar que elas poderiam analisar o solo e enviar os dados coletados para uma sonda orbital e esta retransmitir os dados coletados para a Terra. Transportada pela sonda Mars Polar Lander, as micro-sondas foram liberadas aquando da entrada do aterrizador na atmosfera e se supõem que devam ter se impactado contra o solo de Marte a uma velocidade de 20 metros por segundo.

Lamentavelmente elas não devem ter aterrizado em segurança e não foram capazes de transmitir quaisquer dados para o Mars Global Surveyor que orbitava sobre o local da queda.

Desenho esquemático da parte superior da sonda
Desenho esquemático da parte superior da sonda
Desenho esquemático da parte inferior da sonda
Desenho esquemático da parte inferior da sonda

Caso tivessem sucesso, cada cápsula ao atingir o solo, deveria se romper e liberar uma pequena sonda que deveria penetrar de 1 a 2 metros no solo do planeta e procurar através desta abertura por água, pois este era o objetivo principal desta sonda.

Este pequena sonda também deveria medir a temperatura do solo e monitorar o clima do local da queda. As micro-sondas deveriam funcionar por pelo menos 50 horas.

O ponto de impacto das micro-sondas foi mais ao norte do ponto de descida do Mars Polar Lander. Distante cerca de 200 km. Em uma região que se supõe seja formada por camadas de pó e de gelo e que deveriam conter um histórico do clima em Marte, pois o local seria um reservatório de gelo e de poeira de Marte.

  • Dimensões das micro-sondas
Corpo do aterrizador: 275 mm de altura com diâmetro de: 350 mm
Comprimento do penetrador: 105,6 mm com diâmetro de: 39 mm
Corpo do aterrizador: 105,3 mm de altura com diâmetro de: 136 mm
Antena: 127 mm de altura
  • Peso da micro-sonda
Peso total: 3 574 gramas
Peso do corpo do aterrizador: 670 gramas
Peso do penetrador: 1 737 gramas
Peso da cápsula protetora termo-mecânica: 1 165 gramas
  • Instrumentos científicos
Coletar amostras/ Experimento para a detecção de água
Experimento para análise térmica do solo
Acelerômetro de descida na atmosfera
Acelerômetro de impacto
  • Fonte de energia
Duas baterias de cloreto de lítio (lighium-thionyl chloride (LiSOCl2)), cada uma fornecendo 600 miliampéres-horas.
  • Tecnologias
Foram desenvolvidas 10 novas tecnologias para serem testadas neste experimento.
  • Custo das sondas
Valor total: US$ 29,2 milhões

Resultados

Em 3 de dezembro de 1999, dez minutos antes de aterrizar próximo ao pólo sul, houve perda de contacto com o aterrizador e não houve mais nenhuma comunicação.

Estudos posteriores indicaram que possivelmente houve o desligamento prematuro do motor do aterrizador antes que ele tocasse no solo. Quando o aterrizador se encontrava a 40 metros da superfície, suas pernas de pouso se abriram e o balanço causado no aterrizador pode ter levado o computador a considerar que havia pousado procedendo o desligamento do motor de descida.

Desta forma os cientistas do Laboratório de Jato-propulsão - JPL da NASA entenderam que o aterrizador ter-se-ia chocado no solo, a uma velocidade de 22 metros por segundo, danificando-se.

As duas micro-sondas nunca retransmitiram qualquer dado e acredita-se que tenham se desintegrado no impacto. Uma das sondas aparentemente teria caído junto à borda de uma cratera, numa região de solo muito rochoso.

Ver também

Referências

  1. «Folha de S.Paulo - Futuro: Rumo a Marte - 03/01/99». www1.folha.uol.com.br. Consultado em 1 de janeiro de 2023 

Ligações externas

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