O caminho em direção a Marte

O clima em Marte, o tipo de lançador e as leis da física que regem os planetas determinaram uma janela de lançamento de 12 dias a partir de 20 de setembro de 2022.

Transferências orbitais eficientes, boas comunicações e nenhuma grande tempestade de poeira no horizonte marciano tornam a trajetória escolhida a opção mais rápida e segura.

Escolher o melhor caminho

Quando confrontados com a forma de chegar a Marte, as equipas europeias e russas precisaram lidar com muitos fatores. A equipa de análise de missão do Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC), na Alemanha, levou em consideração o desempenho do lançador de protões da Rússia para identificar uma série de trajetórias possíveis.

“Tínhamos várias trajetórias de transferência para escolher e uma aeronave já construída para a viagem,” diz Mattia Mercolino, principal engenheiro de sistemas da ExoMars. “Estas variáveis impuseram-nos restrições ligadas à potência, limites de temperatura e orientação em relação à Terra durante as primeiras fases do voo, entre outras.”

A capacidade de comunicação com a aeronave também desempenhou um papel importante.

“Uma das alternativas tinha uma janela de lançamento maior, mas pior conexão com a aeronave nos primeiros dias. Essa escolha era demasiado arriscada, especialmente quando se quer ter o controlo total no início da missão,” explica Tiago Loureiro, diretor de operações da ExoMars.

A trajetória final leva um pouco mais de tempo - mais uma semana - e a sequência de lançamento requer mais manobras, mas não se tratava apenas de restrições terrenas. “Precisávamos entender os desafios exclusivos do nosso destino. As características orbitais de Marte e as tempestades de poeira foram cruciais para a nossa decisão,” diz Tiago.

Cavaleiros na tempestade

Tempestades de poeira são frequentes em Marte, mas também difíceis de prever. As estações do ano desempenham um papel importante, com a ocorrência de tempestades mais provável durante a primavera e o verão no hemisfério sul. O local de pouso da ExoMars é Oxia Planum, localizado no hemisfério norte.

Tempestades de poeira ameaçadoras, a uma escala global, tendem a acontecer, aproximadamente, a cada dez anos. A mais recente foi em 2018.

Embora a ExoMars vá pousar fora da temporada de tempestades de poeira, um acúmulo de poeira nos painéis solares reduzirá o fornecimento de energia e poderá até forçar um encerramento temporário do rover Rosalind Franklin da ESA e da plataforma de superfície russa, apelidada de Kazachok.

“Fizemos diversos estudos e testes para garantir que todos os sistemas sobrevivessem com pouca luz solar no pouso ao final da tarde e nas operações de superfície nas semanas seguintes,” acrescenta Tiago.

Os cientistas europeus querem operar o rover em Marte durante o maior tempo possível. Rosalind Franklin pode lidar com tempestades de poeira regionais durante alguns dias e com camadas de poeira fina a cobrir os seus painéis solares.

“Uma tempestade de poeira global, que cobre a atmosfera durante vários meses resultaria, provavelmente, na morte do rover,” avisa Jorge Vago, cientista do projeto do rover ExoMars da ESA.

“É por isso que é tão importante alcançar a maioria dos objetivos da missão antes do início da problemática temporada de poeira,” acrescenta.

Terra no trabalho

As equipas do ESOC demoraram alguns meses de trabalho para restringir a data final de lançamento e a trajetória até Marte. “Todo o desafio é fantástico - acho que tenho o melhor emprego do mundo,” diz Tiago.

“Lançar uma aeronave, fazê-la atravessar o Sistema Solar, esperar que pouse inteira, implementá-la, conduzi-la em Marte ... E faremos tudo isto sem o luxo de interagir com a aeronave ou o rover em tempo real,” explica.

Enviar o primeiro rover europeu a Marte exige um verdadeiro trabalho em equipa. Cada comando foi cuidadosamente planeado em conjunto com os parceiros russos, envolvendo vários países e centros de controlo.

A ESA controlará as comunicações entre Rosalind Franklin e a plataforma de superfície Kazachok durante os primeiros dias em Marte. Como parte do programa ExoMars, o Trace Gas Orbiter, que circula Marte há quase quatro anos, servirá como uma plataforma de retransmissão de dados para apoiar as comunicações.

Algumas semanas após o pouso, e apenas quando a plataforma de superfície estiver segura e capaz de operar de forma independente, a ESA entregará o controlo da Kazachok à Roscosmos.

Sobre a ExoMars

O programa ExoMars é um esforço conjunto entre a Roscosmos State Corporation e a ESA. Além da missão 2022, inclui o Trace Gas Orbiter (TGO) lançado em 2016. O TGO já está a fornecer importantes resultados científicos obtidos pelos seus próprios instrumentos científicos russos e europeus, e a retransmitir dados do rover Curiosity Mars da NASA e do módulo InSight. O módulo também transmitirá os dados da missão ExoMars 2022 assim que chegar a Marte.