Originalmente projetado para demonstrar tecnologia de voo, o Mars Helicopter Ingenuity tornou-se uma ferramenta valiosa para estudar a atmosfera marciana. Pela primeira vez, o Ingenuity permite aos cientistas medir as condições do vento perto da superfície marciana em diferentes altitudes, fornecendo informações sobre velocidades e direções do vento anteriormente inexploradas em Marte.
Os cientistas que lideram o estudo, incluindo Brian Jackson, da Boise State University, em Idaho, Lori Fenton, do SETI Institute, na Califórnia, e Travis Brown, do Jet Propulsion Laboratory da Caltech, usaram os dados de voo do Ingenuity para examinar os padrões do vento. Essas descobertas foram então comparadas com as leituras de vento feitas pelo Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) a bordo do rover Mars 2020 Perseverance. Este trabalho inovador foi recentemente aceito no Journal of Planetary Science.
Ao longo do seu voo, o Ingenuity mostrou como as condições do vento em Marte podem mudar significativamente. Por exemplo, durante um voo, o helicóptero detectou ventos inesperadamente fortes que excederam os limites previstos para o local e a estação. No entanto, um voo posterior em condições semelhantes registou ventos muito mais calmos. Estas flutuações sugerem que os ventos marcianos são formados por forças atmosféricas temporárias, possivelmente localizadas, revelando uma atmosfera inferior mais complexa do que os cientistas entendiam anteriormente.
Os pesquisadores acreditam que as descobertas demonstram como a “engenhosidade” pode capturar condições únicas de vento em tempo real em Marte. “A nossa análise mostra que o engenho não só segue as previsões dos modelos, mas também captura as condições locais reais dos ventos marcianos,” disse o professor Jackson, que sublinhou a importância destas observações. A equipe acredita que a força inesperada e as mudanças nos padrões de vento observadas pelo Ingenuity podem revelar “a necessidade de modelos atualizados de vento da camada limite” – a camada de ar mais próxima da superfície marciana onde a poeira e o vento interagem.
Outra descoberta importante veio da comparação dos dados de vento registrados pelo Ingenuity e pelo sistema MEDA do rover. Embora alguns voos tenham mostrado uma correspondência nos dados de direção do vento entre o helicóptero e o rover, outras comparações mostraram diferenças dramáticas. Esta diferença sugere o comportamento complexo dos ventos marcianos em diferentes altitudes e locais, sugerindo que o Ingenuity pode ter sido afetado por padrões climáticos que ocorrem a distâncias consideráveis do rover. Compreender estes padrões de vento é fundamental para compreender como a superfície e a atmosfera marcianas interagem, especialmente porque a poeira impulsionada pelo vento afecta a paisagem marciana e o clima geral da Terra.
Os cientistas atribuem a capacidade do Ingenuity de observar dados de vento à engenharia avançada de seus sensores integrados. Embora o Ingenuity não esteja equipado com instrumentos científicos específicos para estudos climáticos, os seus sensores (originalmente concebidos para o ajudar a navegar e a manter o equilíbrio) permitem aos investigadores avaliar os padrões do vento através de mudanças na sua posição e ângulo. À medida que o helicóptero se inclina para contrariar os ventos que chegam, os investigadores podem interpretar estes movimentos para estimar a velocidade e direção do vento, proporcionando uma visão única da atmosfera marciana sem a necessidade de instrumentos adicionais.
A coleta bem-sucedida de dados atmosféricos usando os sensores de navegação do Ingenuity abre possibilidades interessantes para futuras explorações planetárias. Os resultados do Ingenuity sugerem que drones semelhantes podem tornar-se ferramentas valiosas para estudar padrões climáticos e camadas de vento em Marte e outros planetas ou luas. Por exemplo, a próxima missão Dragonfly à lua de Saturno, Titã, usará um girocóptero maior e mais instrumentado para investigar a densa atmosfera da lua com mais detalhes.
As descobertas destacam uma nova forma de estudar as atmosferas inferiores de outros mundos e sugerem direções promissoras para futuras missões espaciais, disse a equipe. O papel inesperado do Ingenuity como sonda climática sugere como naves semelhantes poderiam contribuir para a ciência atmosférica e a exploração planetária, para além da simples medição da topografia, expandindo a nossa capacidade de explorar e compreender as atmosferas de mundos distantes.
Referência do diário
Jackson, B., Fenton, L., Brown, T., Monjira, A., Martinez, G., et al. “Análise dos ventos próximos à superfície de Marte usando dados de atitude do Mars 2020 Ingenuity.” Jornal de Ciência Planetária, 2024. doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2410.19132
Sobre o autor
Professor Brian Jackson Ele é professor de física na Boise State University, nos Estados Unidos. Ele lidera o Grupo de Pesquisa em Ciência Planetária, que se concentra na astronomia planetária e no estudo de planetas extrasolares. Sua pesquisa inclui a exploração de processos eólicos na Terra, como em Marte e Titã, e o uso de drones instrumentados para estudar redemoinhos de poeira ativos.
Dra. é pesquisador sênior do Instituto SETI na Califórnia, EUA. Ela é especializada em ciência planetária, com interesse principal de pesquisa em geomorfologia eólica – como o vento molda as superfícies planetárias em Vênus, Terra, Marte e Titã. O seu trabalho também inclui as alterações climáticas recentes e contínuas e a mobilidade da poeira transportada pelo vento.
Dr. é engenheiro do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA no Instituto de Tecnologia da Califórnia. Ele esteve envolvido no desenvolvimento e operações do helicóptero Mars Ingenuity, contribuindo para o sucesso de sua engenharia e missão.
