Helicóptero Ingenuity, Design, Desafios (Atualizado em 2024)

O Ingenuity Mars Helicopter é um projeto de demonstração de tecnologia para mostrar que o vôo controlado é possível na fina atmosfera marciana.

O helicóptero foi projetado para decolar do solo e realizar vôos curtos, de até cerca de 5 minutos de duração. Em seguida, ele pousará de volta no chão usando um conjunto de rodas presas ao seu corpo.

A equipe do Ingenuity é formada por engenheiros e cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA em Pasadena, Califórnia. O JPL é responsável por projetar, construir e testar o helicóptero.

A equipe do Ingenuity também inclui especialistas na atmosfera e terreno de Marte do Ames Research Center da NASA em Moffett Field, Califórnia; Centro de Pesquisa Langley em Hampton, Virgínia; e Glenn Research Center em Cleveland, Ohio.

O helicóptero está programado para ser lançado em Marte a bordo do rover Perseverance da NASA em julho de 2020. O rover levará o helicóptero até a cratera Jezero de Marte, onde pousará o helicóptero na superfície marciana.

Uma vez em Marte, o helicóptero poderá realizar vários voos curtos, testando suas capacidades na atmosfera marciana. Espera-se que a demonstração abra caminho para futuras missões a Marte que poderão utilizar helicópteros para explorar a superfície do planeta.

A equipe do Ingenuity trabalha no projeto há vários anos e teve que superar diversos desafios para tornar o helicóptero uma realidade.

Neste artigo, daremos uma olhada nos desafios de engenharia que tiveram que ser superados para tornar o helicóptero Ingenuity Mars uma realidade.

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As dificuldades de voo na atmosfera de Marte

O primeiro desafio que a equipe do Ingenuity teve que superar foi projetar uma máquina que pudesse voar na atmosfera extremamente rarefeita de Marte. A pressão atmosférica em Marte é apenas cerca de um por cento da pressão atmosférica na Terra. Isso significa que há muito pouco ar para as hélices do helicóptero empurrarem enquanto giram.

A equipe do Ingenuity teve que projetar um helicóptero muito leve para superar isso. O corpo do helicóptero é feito principalmente de fibra de carbono, que é mais leve que o alumínio, mas igualmente resistente.

As pás também são feitas de fibra de carbono e muito mais finas do que as pás de um helicóptero terrestre típico.

A equipe do Ingenuity também teve que projetar um motor muito potente para o helicóptero. O motor precisa girar as pás a cerca de 2.400 rpm para gerar sustentação suficiente para manter o helicóptero aerotransportado.

Outro desafio que teve que ser superado foi o fato de Marte ter apenas 38% da gravidade que temos na Terra. Isso significa que a equipe do Ingenuity teve que projetar um sistema de pouso que pudesse pousar o helicóptero com segurança na superfície marciana. A equipe decidiu usar um conjunto de rodas fixadas na carroceria do helicóptero.

Sobre Ingenuidade

As primeiras etapas do projeto do Ingenuity começaram em 2014. Ele foi projetado para servir como unidade “batedora” do rover de Marte, auxiliando na identificação de rotas de condução seguras. Protótipos do helicóptero Ingenuity foram criados e testados em terreno simulado de Marte ao longo dos anos.

O projeto recebeu $23 milhões em financiamento federal em 2018, bem a tempo para o helicóptero ser implantado na missão Mars 2020 da NASA.

Após uma série de testes de voo, foi acordado que o helicóptero seria montado na parte inferior do veículo espacial. O helicóptero não seria formalmente denominado “Ingenuity” – ou simplesmente “Ginny” – até abril de 2020.

O Ingenuity foi concebido principalmente para ser uma vitrine tecnológica. Os cientistas da NASA podem então usar os dados e o desempenho do Ingenuity para desenvolver versões mais avançadas do helicóptero que possam servir ao objetivo real de ser um drone explorador.

O Ingenuity completou seu voo inaugural em 19 de abril de 2021. O breve voo consistiu apenas em decolar, subir a uma altura de três metros, pairar por mais de 40 segundos e pousar. A filmagem do voo foi obtida três horas depois.

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Elementos de design de engenhosidade

Os elementos de design do Ingenuity são vitais para o seu sucesso como máquina voadora em Marte. A seguir estão alguns dos elementos de design mais importantes:

Elevador

Os rotores de sustentação são as pás que giram para fornecer sustentação ao helicóptero. As lâminas são feitas de fibra de carbono e têm pouco mais de um metro de comprimento.

Peso

O Ingenuity pesa pouco mais de dois quilos, o que o torna um dos helicópteros mais leves já construídos.

Ao controle

O Ingenuity é controlado por um computador programado com a trajetória de vôo. O computador controla as pás e o motor para manter o helicóptero no curso.

Poder

O Ingenuity é alimentado por baterias carregadas por painéis solares. O sistema de energia foi projetado para ser o mais leve e eficiente possível.

Durabilidade

O Ingenuity foi projetado para ser durável o suficiente para resistir ao ambiente marciano. O corpo do helicóptero é feito de fibra de carbono, que é forte, mas leve.

Avanço do Drone Ingenuity

A equipe da NASA pode agora usar os dados adquiridos para iterações futuras, depois que a demonstração tecnológica do Ingenuity foi um grande sucesso. O objetivo é desenvolver um drone que possa transportar uma carga útil e funcionar com pesos maiores.

O objetivo final do drone é coletar amostras de solo, água e salmoura de Marte, que serão posteriormente enviadas de volta à Terra para análise.

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Conclusão

O helicóptero Ingenuity é uma conquista notável. Superou muitos desafios para se tornar a primeira máquina a voar em Marte.

Os dados dos voos do Ingenuity serão usados para projetar versões mais avançadas do helicóptero que podem ser usadas em missões reais de reconhecimento. Espera-se que o Ingenuity abra caminho para uma nova era de exploração em Marte.

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