Engenheiros do MIT Estão Se Preparando Para Enviar Três Cargas Úteis à Lua

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Crédito: Space Daily

Um mini-rover, chamado "AstroAnt", vai se mover pelo teto do rover principal e coletar leituras de temperatura para monitorar o funcionamento do veículo maior.

No dia de hoje (26/02), o portal Space Daily noticiou que Três Cargas Úteis do Massachusetts Institute of Technology (MIT) em breve farão uma viagem à Lua, em um passo rumo ao estabelecimento de uma base permanente na superfície lunar.

 

De acordo com a nota do portal, nos próximos dias, se o tempo permitir, engenheiros e cientistas do MIT enviarão três cargas úteis ao espaço, com destino à região polar sul da Lua. Cientistas acreditam que essa área, com suas regiões permanentemente sombreadas, pode abrigar reservatórios ocultos de água congelada, que poderiam sustentar futuras colônias lunares e abastecer missões além da Lua.

 

A NASA planeja enviar astronautas à região polar sul da Lua em 2027 como parte da missão Artemis III, que será a primeira vez que seres humanos irão pousar na superfície lunar desde a era Apollo e a primeira vez que qualquer humano pisará em sua região polar. Antes dessa viagem, as cargas úteis do MIT fornecerão dados sobre a área que poderão ajudar os astronautas da Artemis a se prepararem para navegar pelo terreno congelado.

 

As cargas úteis incluem duas tecnologias inovadoras - uma pequena câmera de mapeamento de profundidade e um mini-rover do tamanho de um polegar - além de um "registro" ultrafino, gravado com as vozes de pessoas de todo o mundo falando em seus idiomas nativos. Todas as três cargas úteis serão transportadas por um rover maior, do tamanho de uma mala, construído pela contratada espacial Lunar Outpost.

 

Enquanto o rover principal percorre a superfície da Lua, explorando o terreno polar, a câmera do MIT, montada na frente do rover, capturará as primeiras imagens em 3D da paisagem lunar feitas a partir da superfície da Lua utilizando tecnologia de tempo de voo. Essas imagens serão enviadas de volta à Terra, onde poderão ser usadas para treinar os astronautas da Artemis em simulações visuais do terreno polar e podem ser incorporadas em trajes espaciais avançados com capacetes de visão sintética.

 

Enquanto isso, o mini-rover, chamado "AstroAnt", se moverá pelo teto do rover principal e coletará leituras de temperatura para monitorar a operação do veículo maior. Se for bem-sucedido, o AstroAnt poderá funcionar como parte de uma equipe de pequenos robôs auxiliares, realizando tarefas essenciais em missões futuras, como limpar a poeira dos painéis solares e verificar rachaduras em habitats lunares e infraestrutura.

 

Todas as três cargas úteis do MIT, juntamente com o rover da Lunar Outpost, serão lançadas para a Lua a bordo de um foguete SpaceX Falcon 9 e pousarão na região polar sul da Lua em um módulo de aterrissagem construído pela empresa espacial Intuitive Machines. A missão como um todo, que inclui várias outras cargas úteis além das do MIT, é chamada IM-2, para a segunda viagem da Intuitive Machines à Lua. O objetivo da IM-2 é identificar a presença e a quantidade de gelo de água na região polar sul da Lua, usando uma combinação de instrumentos, incluindo uma broca de gelo montada no módulo de aterrissagem, e um "hopper" robótico que saltará pela superfície para procurar água em regiões de difícil acesso.

 

O pouso lunar, que os engenheiros esperam que aconteça por volta do meio-dia de 6 de março, marcará a primeira vez que o MIT terá colocado tecnologia ativa na superfície lunar desde a era Apollo, quando o Laboratório de Instrumentação do MIT, agora o Laboratório Draper, forneceu o icônico Computador de Navegação Apollo, que guiou os astronautas até a Lua e de volta.

 

Os engenheiros do MIT veem sua participação na nova missão, que eles nomearam "À Lua para Ficar", como o primeiro de muitos passos rumo ao estabelecimento de uma presença permanente na superfície lunar.

 

"Nosso objetivo não é apenas visitar a Lua, mas construir um ecossistema próspero que apoie a expansão da humanidade no espaço", diz Dava Newman, Professora do Programa Apollo de Astronáutica do MIT, diretora do MIT Media Lab e ex-administradora adjunta da NASA.

 

Raízes do Instituto

 

A participação do MIT na missão lunar é liderada pela Iniciativa de Exploração Espacial (SEI), uma colaboração de pesquisa dentro do Media Lab que visa possibilitar um futuro "de ficção científica" para a exploração espacial. O SEI, fundado em 2016 pela ex-aluna do curso de artes e ciências de mídia Ariel Ekblaw SM '17, PhD '20, desenvolve, testa e implementa tecnologias futurísticas de classe espacial destinadas a ajudar os humanos a estabelecer assentamentos sustentáveis no espaço.

 

Na primavera de 2021, o SEI e o Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT (AeroAstro) ofereceram o curso MAS.839/16.893 (Operando no Ambiente Lunar), que desafiou equipes de estudantes a projetar cargas úteis que atendem a certos objetivos relacionados às missões Artemis da NASA para a Lua. O curso foi ministrado por Ekblaw e Jeffrey Hoffman, professor do AeroAstro e ex-astronauta da NASA, que ajudou os estudantes a testar seus projetos de cargas úteis em campo, incluindo em regiões remotas da Noruega que se assemelham à paisagem desértica da Lua, e em voos parabólicos que simulam a fraca gravidade lunar.

 

Dessa turma, Ekblaw e Hoffman decidiram desenvolver ainda mais dois projetos de carga útil: um sistema de câmera 3D a laser e o AstroAnt - um minúsculo robô autônomo de inspeção. Ambos os projetos surgiram a partir de trabalhos anteriores. O AstroAnt era originalmente um projeto paralelo no doutorado de Ekblaw, baseado em um trabalho desenvolvido originalmente por Artem Dementyev no grupo de Ambientes Responsivos do Media Lab, enquanto a câmera 3D foi um foco de doutorado para a ex-aluna do AeroAstro Cody Paige '23, que ajudou a desenvolver e testar o design da câmera e implementar a tecnologia VR/XR com Newman, em colaboração com o Centro de Pesquisa Ames da NASA.

 

À medida que os dois projetos eram aprimorados, Ekblaw levantou fundos e estabeleceu um contrato com a Lunar Outpost (co-fundada pelo ex-aluno do AeroAstro do MIT Forrest Meyen SM '13, PhD '17) para combinar as cargas úteis com o rover da empresa, com destino à Lua. Sean Auffinger, Integrador de Missão do SEI, supervisionou os esforços de integração e testes, juntamente com a Lunar Outpost, para apoiar essas cargas úteis para operação em um ambiente novo e extremo.

 

"Essa missão tem raízes profundas no MIT", diz Ekblaw, que é a investigadora principal da parte do MIT na missão IM-2 e cientista visitante no Media Lab. "Será histórico, pois nunca aterrissamos tecnologia ou um rover nessa área da região polar sul da Lua. É um lugar muito difícil para pousar - há grandes rochas e poeira profunda. Portanto, é uma tentativa ousada."

 

Sistemas Ligados

 

O local de pouso da IM-2 é o Mons Mouton Plateau - uma montanha de topo plano na região polar sul da Lua, que fica ao norte da Cratera Shackleton, que é um possível local de pouso para os astronautas da Artemis da NASA. Após o pouso do módulo de aterrissagem da Intuitive Machines, ele abrirá efetivamente sua porta da garagem e permitirá que o rover da Lunar Outpost saia para explorar a paisagem polar. Quando o rover se acostumar com o ambiente, começará a ativar seus instrumentos, incluindo a câmera 3D do MIT.

 

"Será a primeira vez que usaremos essa tecnologia específica de imagem na superfície lunar", observa Paige, que é o atual diretor do SEI.

 

A câmera, que será montada na frente do rover principal, foi projetada para projetar luz laser sobre uma superfície e medir o tempo que a luz leva para retornar à câmera. Esse "tempo de voo" é uma medida de distância, que também pode ser traduzida em topografia da superfície, como a profundidade de crateras e fendas individuais.

 

"Como estamos usando luz laser, podemos observar sem depender da luz solar", explica Paige. "E não sabemos exatamente o que vamos encontrar. Algumas das coisas que estamos procurando são buracos do tamanho de centímetros, em áreas que estão permanentemente sombreadas ou congeladas, que podem conter gelo de água. Esses são os tipos de paisagens que estamos realmente empolgados em ver."

 

Paige espera que a câmera envie imagens de volta à Terra em pacotes de dados no dia seguinte, que a equipe científica do MIT processará e analisará à medida que o rover percorre o terreno.

 

Enquanto a câmera mapeia a superfície da Lua, o AstroAnt - que é menor e mais leve que um estojo de airpod - será liberado de uma pequena garagem no topo do teto do rover principal. O AstroAnt se moverá sobre rodas magnéticas que lhe permitem grudar na superfície do rover sem cair. No seu compartimento inferior, Ekblaw e sua equipe, liderada pelo estudante de pós-graduação do Media Lab Fangzheng Liu, instalaram um termopar - um pequeno sensor que mede a temperatura do rover principal, que pode ser usado para monitorar o desempenho térmico do veículo.

 

"Se conseguirmos testar esse AstroAnt na Lua, então imaginamos ter esses enxames realmente capazes, que podem ajudar astronautas a realizar reparos autônomos, inspeções, diagnósticos e manutenções", diz Ekblaw. "No futuro, poderíamos colocar pequenos limpadores de pára-brisa neles para ajudar a limpar a poeira dos painéis solares ou colocar uma barra de impacto neles para induzir pequenas vibrações e detectar defeitos em um habitat. Há muito potencial quando chegarmos à escala de enxame."

 

Olhos na Lua

 

A terceira carga útil do MIT que será fixada no rover principal é chamada de Humanity United with MIT Art and Nanotechnology in Space, ou projeto HUMANS. Liderado pela ex-aluna do AeroAstro do MIT Maya Nasr '18, SM '21, PhD '23, o HUMANS é um disco de 2 polegadas feito de uma fatia de silício gravada com inscrições em escala nanométrica usando tecnologia fornecida pelo MIT.nano. As inscrições foram inspiradas pelo The Golden Record, um disco de fonógrafo enviado ao espaço com as sondas Voyager da NASA em 1977. O registro HUMANS é gravado com gravações de pessoas de todo o mundo, falando em seus idiomas nativos sobre o que a exploração espacial e a humanidade significam para elas.

 

"Estamos carregando as esperanças, sonhos e histórias de pessoas de todas as origens", diz Nasr. "(É um) lembrete poderoso de que o espaço não é um privilégio de poucos, mas um legado compartilhado por todos."

 

O MIT Media Lab planeja exibir o pouso de 6 de março em uma tela no átrio do prédio para que o público assista em tempo real. Pesquisadores do Departamento de Arquitetura do MIT, liderados pelo Professor Associado Skylar Tibbits, também construíram uma sala de controle da missão lunar - um espaço arquitetônico circular onde os engenheiros monitorarão e controlarão as cargas úteis da missão. Se tudo correr bem, a equipe do MIT vê a missão como o primeiro passo rumo ao envio de botas permanentes na superfície da Lua, e até além.

 

"Nosso retorno à Lua não se trata apenas de avançar na tecnologia - trata-se de inspirar a próxima geração de exploradores que estão vivos hoje e irão viajar para a Lua em sua vida", diz Ekblaw. "Esta missão histórica para o MIT reúne estudantes, funcionários e professores de todo o Instituto em uma missão fundamental que apoiará um futuro assentamento lunar sustentável."

 

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