Espaço

Helicóptero que voará em lua de Saturno passa pelos primeiros testes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/10/2023

Impressão artística do helicóptero Dragonfly na superfície de Titã, a maior lua de Saturno.
[Imagem: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben]

Drone espacial

Com o sucesso do helicóptero marciano Engenhosidade, a NASA está com entusiasmo redobrado para viabilizar um helicóptero espacial muito maior e que irá voar para ainda mais longe.

Enquanto o Engenhosidade é apenas um experimento de demonstração - mas que acabou sendo muito útil em Marte - o drone Libélula (Dragonfly) terá uma missão científica completa: Analisar a complexa química precursora da vida na superfície da lua Titã, de Saturno.

O veículo será equipado com câmeras, sensores e coletores de amostras para examinar áreas de Titã conhecidas por conterem materiais orgânicos. Em algum momento da complexa história da lua, esses materiais podem ter entrado em contato com água líquida abaixo da superfície gelada e rica em materiais orgânicos.

Para transportar esses instrumentos científicos através da lua, os quatro pares de rotores coaxiais da Libélula (o que significa que um rotor está empilhado acima do outro) precisarão cortar a atmosfera densa e rica em nitrogênio de Titã. Foi para testar seu desempenho nessas condições que os engenheiros levaram o protótipo para o Centro de Pesquisas Langley, onde ele foi testado em um túnel de vento único no mundo.

Túnel subsônico

O Túnel de Dinâmica Transônica foi usado para validar modelos computacionais de dinâmica de fluidos e dados coletados de plataformas de teste em voos reais - drones terrestres equipados com os eletrônicos de voo projetados para o drone espacial. Os engenheiros usam as capacidades de gás pesado de densidade variável do túnel para validar seus modelos sob condições atmosféricas simuladas de Titã.

O primeiro teste envolveu avaliar a estabilidade aerodinâmica da concha protetora que será usada para levar o veículo do espaço até um ponto de liberação acima da superfície de Titã. O segundo teste envolveu a modelagem aerodinâmica do funcionamento dos rotores do drone.

"Nós testamos condições em todo o envelope de voo esperado, em uma variedade de velocidades de vento, velocidades de rotor e ângulos de voo para avaliar o desempenho aerodinâmico do veículo," disse Bernadine Juliano, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins. "Concluímos mais de 700 execuções totais, abrangendo mais de 4.000 pontos de dados individuais. Todos os objetivos do teste foram alcançados com sucesso e os dados ajudarão a aumentar a confiança em nossos modelos de simulação na Terra antes de extrapolarem para as condições de Titã."

Detalhes dos rotores superpostos do drone espacial.
[Imagem: JHU-APL]

Dia de Titã

Serão necessários ainda muitos outros testes para avaliar como os rotores da Libélula se comportarão na exótica atmosfera de Titã, que é três vezes e meia mais densa do que a da Terra.

Um primeiro cronograma, ainda sujeito a modificações, prevê que a missão possa ir ao espaço a partir de 2027, o que significa que ele chegaria a Titã em 2035.

Já pousamos em Titã antes, com o módulo Huygens, da missão Cassini-Huygens, que estudou o sistema de Saturno durante 13 anos.

O drone deverá passar um dia inteiro de Titã (equivalente a 16 dias terrestres) em cada local, realizando experimentos e observações científicas, e então voar para um novo local. A equipe de ciência precisará tomar decisões sobre o que a espaçonave fará a seguir com base nas lições aprendidas em cada local, que é mais ou menos o que as equipes dos robôs de Marte vêm fazendo.

Com a distância entre o Sol e Saturno é muito maior, não dá para usar painéis solares como no Engenhosidade. Em vez disso, a Libélula espacial usará um gerador termoelétrico de radioisótopos, do mesmo tipo usado pelo robô marciano Curiosidade.