Treze anos após a chegada do Curiosity a Marte, engenheiros estão encontrando maneiras de tornar o rover da NASA ainda mais produtivo. O robô de seis rodas recebeu mais autonomia e a capacidade de multitarefa — melhorias projetadas para otimizar a fonte de energia do Curiosity, um gerador termoelétrico de radioisótopo de múltiplas missões (MMRTG). Um aumento na eficiência significa que o rover tem energia suficiente enquanto continua a decifrar como o antigo clima marciano mudou, transformando um mundo de lagos e rios no deserto frio que conhecemos hoje.

Recentemente, o Curiosity se aventurou em uma região repleta de formações de boxwork. Essas cristas endurecidas acredita-se que foram criadas por água subterrânea há bilhões de anos. Estendendo-se por milhas neste trecho do Monte Sharp, uma montanha de 3 milhas (5 quilômetros) de altura, as formações podem revelar se formas de vida microbiana poderiam ter sobrevivido no subsuperfície marciana há eras, estendendo o período de habitabilidade até um tempo em que o planeta estava secando.

Realizar esse trabalho de investigação requer muita energia. Além de se mover e estender um braço robótico para estudar rochas e penhascos, o Curiosity possui um rádio, câmeras e 10 instrumentos científicos que também precisam de energia. Além disso, há múltiplos aquecedores que mantêm a eletrônica, peças mecânicas e instrumentos funcionando em suas melhores condições. Missões anteriores, como os rovers Spirit e Opportunity e o lander InSight, dependiam de painéis solares para recarregar suas baterias, mas essa tecnologia sempre corre o risco de não receber luz solar suficiente para fornecer energia.

Em vez disso, Curiosity e seu irmão mais novo Perseverance usam cada um sua fonte de energia nuclear MMRTG, que se baseia em pellets de plutônio em decomposição para gerar energia e recarregar as baterias do rover. Proporcionando energia abundante para os muitos instrumentos científicos dos rovers, os MMRTGs são conhecidos por sua longevidade (as espaçonaves gêmeas Voyager dependem de RTGs desde 1977). Mas, à medida que o plutônio se degrada ao longo do tempo, leva mais tempo para recarregar as baterias do Curiosity, deixando menos energia para ciência a cada dia.

A equipe gerencia cuidadosamente o orçamento de energia diário do rover, levando em conta cada dispositivo que consome as baterias. Embora esses componentes tenham sido extensivamente testados antes do lançamento, eles fazem parte de sistemas complexos que revelam suas peculiaridades apenas após anos no ambiente extremo marciano. Poeira, radiação e grandes variações de temperatura trazem à tona casos extremos que os engenheiros não poderiam ter previsto.

“Éramos mais como pais cautelosos no início da missão”, disse Reidar Larsen do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, que construiu e opera o rover. Larsen liderou um grupo de engenheiros que desenvolveram as novas capacidades. “É como se nosso rover adolescente estivesse amadurecendo, e estamos confiando nele para assumir mais responsabilidades. Quando você é criança, pode fazer uma coisa de cada vez, mas ao se tornar um adulto, aprende a multitarefar.”

Ciência Mais Eficiente

Geralmente, os engenheiros da JPL enviam ao Curiosity uma lista de tarefas para serem concluídas uma a uma antes que o rover termine seu dia com uma soneca para recarregar. Em 2021, a equipe começou a estudar se duas ou três tarefas do rover poderiam ser combinadas de forma segura, reduzindo o tempo que o Curiosity está ativo.

Por exemplo, o rádio do Curiosity envia regularmente dados e imagens para um orbitador que os retransmite para a Terra. Poderia o rover conversar com um orbitador enquanto dirige, movimenta seu braço robótico ou tira imagens? Consolidar as tarefas poderia encurtar o planejamento diário, exigindo menos tempo com aquecedores ligados e instrumentos prontos para uso, reduzindo a energia utilizada. Testes mostraram que o Curiosity poderia fazer isso com segurança, e todas essas funções já foram demonstradas com sucesso em Marte.

Outra estratégia envolve permitir que o Curiosity decida tirar uma soneca se concluir suas tarefas mais cedo. Os engenheiros sempre superestimam suas estimativas de quanto tempo uma atividade do dia levará, caso imprevistos ocorram. Agora, se o Curiosity completar essas atividades antes do tempo previsto, ele irá dormir mais cedo.

Ao permitir que o rover gerencie quando tirar uma soneca, há menos recargas a serem feitas antes do planejamento do dia seguinte. Mesmo ações que reduzem apenas 10 ou 20 minutos de uma única atividade se somam ao longo do tempo, maximizando a vida do MMRTG para mais ciência e exploração no futuro.

Milhas a Percorrer

Na verdade, a equipe tem implementado outras novas capacidades no Curiosity há anos. Vários problemas mecânicos exigiram uma reconfiguração de como o braço robótico perfura rochas para coletar amostras, e as capacidades de direção foram aprimoradas com atualizações de software. Quando uma roda de filtro de cores parou de rodar em uma das duas câmeras montadas no Mastcam, a equipe desenvolveu uma solução alternativa permitindo capturar as mesmas panorâmicas deslumbrantes.

A JPL também desenvolveu um algoritmo para reduzir o desgaste das rodas danificadas do Curiosity. E, embora os engenheiros monitorem de perto qualquer novo dano, eles não estão preocupados: Após 22 milhas (35 quilômetros) e extensas pesquisas, está claro que, apesar de alguns furos, as rodas ainda têm anos de viagem pela frente. (E, no pior cenário, o Curiosity poderia remover a parte danificada do “molde” da roda e ainda dirigir com a parte restante.)

Juntas, essas medidas estão garantindo que o Curiosity continue tão ocupado quanto sempre.

Mais Sobre o Curiosity

O Curiosity foi construído pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que é gerido pelo Caltech em Pasadena, Califórnia. A JPL lidera a missão em nome da Diretoria de Missão da Ciência da NASA em Washington como parte do portfólio do Programa de Exploração de Marte da NASA. A Malin Space Science Systems em San Diego construiu e opera o Mastcam.