‘Francamente aterrorizante’: como os engenheiros do Blue Ghost da Firefly estão se preparando para pousar na lua

Como lançar um dardo e acertar o alvo em um alvo em movimento na cidade vizinha: é assim que tentar pousar uma espaçonave na lua. Com uma superfície inóspita de crateras íngremes e pedras inconvenientes, não há pistas de pouso, GPS, controle de tráfego aéreo e ninguém para ajudar se algo der errado.

Neste fim de semana, a Firefly Aerospace tentará desafiar as probabilidades e pousar sua espaçonave Blue Ghost com segurança na superfície da Lua, pousando na região de Mare Crisium, no lado próximo da Lua.

Apenas uma outra empresa privada pousou com sucesso na Lua, e esse pouso não foi moleza: o módulo de pouso Intuitive Machines Odysseus prendeu uma perna na superfície áspera da Lua ao descer e acabou pousando de lado , limitando sua vida útil.

Portanto, a pressão está alta para a equipe Firefly, que busca um pouso suave perfeito no domingo – e conversamos com um membro dessa equipe para saber como eles esperam conseguir isso.

Kevin Scholtes é o arquiteto de sistemas do futuro da Firefly, o que significa que seu trabalho é olhar para os problemas do futuro. “Gosto de dizer às pessoas que meu trabalho é estar perpetuamente insatisfeito com o ponto onde estamos e nos incentivar a ir mais longe”, disse ele ao Digital Trends.

Ele e os seus colegas aguardam ansiosamente a tentativa de aterragem deste fim de semana, esperando para ver se os seus anos de trabalho árduo equiparam o seu querido módulo de aterragem para enfrentar os muitos desafios que a aterragem na Lua tem para oferecer.

“Todo mundo está definitivamente ansioso pelo que vai acontecer”, disse ele.

Confiando na engenharia

De todas as coisas assustadoras de tentar pousar em um objeto a mais de 320.000 quilômetros de distância, é que você não pode controlar uma espaçonave lunar manualmente. Uma vez iniciado o processo de aterragem, a nave espacial tem de navegar sozinha — razão pela qual a agência espacial japonesa se referiu a este período como os 20 minutos de terror .

“Uma vez que nos comprometemos com a descida, nesse ponto ela se torna totalmente autônoma”, explicou Scholtes. Devido à distância até a Lua e às limitações da velocidade da luz, há um inevitável atraso nas comunicações de alguns segundos entre a Terra e a espaçonave.

“Portanto, nem é possível comandar e comunicar em tempo real com o módulo de pouso. Então estamos confiando na engenharia. Estamos confiando na análise. Confiamos na orientação e na navegação a bordo do veículo. Estamos muito conscientes de que tomamos a decisão de nos comprometer e vamos levar isso até o fim.”

Olhando pela janela

A humanidade pode ter pousado com sucesso na Lua há mais de 50 anos, mas não se iluda pensando que um pouso lunar é fácil.

“Contraintuitivamente, um dos maiores desafios em fazer isso é simplesmente saber onde você está”, disse Scholtes.

Sem o benefício do GPS para fornecer um posicionamento preciso, ou sem astronautas a bordo para olhar pela janela, uma espaçonave deve desacelerar, passando de uma milha por segundo para uma eventual velocidade de pouso de apenas um metro por segundo, e calcular com precisão sua própria localização com precisão de nível de metro.

“Isso pode ser assustador porque temos que gerar tudo isso internamente”, explicou Scholtes. “Temos que fazer isso da mesma forma que um piloto faria, olhando visualmente pela janela, por assim dizer, e dizendo: reconheço essas características e posso dizer aproximadamente o quão rápido estou indo com base nisso.”

Reconhecer essas características também não é fácil, porque a superfície da Lua é coberta por crateras grandes e pequenas. Elas parecem semelhantes em altitudes diferentes, o que torna difícil saber se você está vendo uma cratera grande de perto ou uma cratera pequena mais distante.

“Cem quilômetros acima, um quilômetro acima ou 10 metros acima – quando você olha para a superfície, você vê crateras”, explicou Scholtes.

Isso significa que mesmo com dados de navegação ideais, ainda é difícil dizer a que distância está a superfície à medida que nos aproximamos dela.

“Não se engane”, disse Scholtes, “pousar na Lua é um desafio incrivelmente difícil”.

Escolhendo o local perfeito

Com tecnologia moderna e câmeras em naves espaciais como a Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, temos a sorte de ter imagens impressionantes da superfície da Lua capturadas em órbita. E essas imagens são inestimáveis ​​para escolher um local de pouso, mas com uma resolução de alguns metros por pixel, as imagens não conseguem mostrar todos os perigos que um módulo de pouso precisa evitar.

“Essa é uma resolução bastante baixa para detectar uma grande rocha onde você está prestes a pousar”, disse Scholtes.

Porém, há uma vantagem do ambiente lunar: a falta de atmosfera significa que não há ventos nem movimento, portanto não há objetos como nuvens que projetem sombras na superfície. Esse ambiente estático significa que se você souber onde está o sol, o comprimento da sombra lhe dará uma boa ideia do tamanho do obstáculo.

Portanto, o Blue Ghost está equipado com uma tecnologia chamada navegação relativa do terreno, que usa uma câmera montada na parte inferior da espaçonave para tirar imagens do terreno abaixo e combiná-las com um mapa da superfície a bordo. Este tipo de navegação só recentemente se tornou possível graças aos avanços no processamento informático, que permite a um computador de bordo comparar rapidamente as imagens que chegam ao seu mapa interno.

“Sintetizamos a aparência da Lua”, usando o computador de bordo, explicou Scholtes, “e essencialmente fazemos uma comparação entre isso e o que as câmeras estão nos mostrando”.

As diferenças entre o mapa a bordo e as imagens reais da câmera podem dizer à espaçonave a velocidade com que ela está viajando e sua orientação, e isso permite que o sistema descubra exatamente onde está o módulo de pouso.

Em seguida, um segundo sistema chamado prevenção de perigos pode usar os mesmos dados da câmera para destacar quaisquer perigos potenciais, como pedras ou crateras, criando mapas de perigo que mostram quais áreas são potencialmente perigosas para tentar um pouso e quais são mais seguras.

Favos de mel esmagáveis

Juntamente com um método para calcular a distância a uma superfície utilizando lasers, chamado altimetria a laser, e dados sobre altitude relativa e aceleração recolhidos por sensores a bordo, estes sistemas podem descobrir onde a nave espacial está em relação à superfície e ajudar a pousá-la suavemente.

Porém, se a espaçonave chegar mais rápido do que o esperado, ela terá um último truque na manga: suas pernas contêm um núcleo de favo de mel quebrável que pode amassar e absorver impactos como as zonas de deformação de um carro.

Sensores nos pés do módulo de pouso indicam quando eles fizeram contato com o solo sólido e enviam um sinal de corte ao motor – momento em que, esperançosamente, o módulo de pouso estará em segurança na superfície da lua e pronto para iniciar suas operações.

Corrida para a lua

Blue Ghost é apenas uma das missões lunares privadas em andamento. Além do módulo de pouso da Firefly, dois outros módulos lunares estão atualmente a caminho da Lua, com outro previsto para ser lançado no próximo ano.

Mas isso não significa que haja sentimentos negativos entre as empresas concorrentes. Em vez disso, disse Scholtes, eles esperavam sucesso para todos.

“Nós nos encorajamos muito um ao outro”, disse ele. “Torcemos muito pelas Máquinas Intuitivas, torcemos pelo ispace e pelo Astrobotic. Nós realmente queremos vê-los bem-sucedidos – em parte porque o sucesso deles é o nosso sucesso. O que realmente queremos fazer é inspirar os contribuintes americanos e as pessoas ao redor do mundo de que vale a pena voltar à Lua.

As empresas compartilham informações e várias fazem parte de um programa da NASA chamado Commercial Lunar Payload Services, ou CLPS. Mas cada empresa segue a sua própria direção e toma as suas próprias decisões, na esperança de descobrir qual a abordagem que funciona melhor.

Por enquanto, “estamos tentando nos concentrar em conseguir o pouso para nós”, disse Scholtes, “e, com sorte, conseguir que um bom amigo do outro lado da lua faça seu pouso logo depois”.

Neste fim de semana, todos cruzarão os dedos na expectativa desse feito ambicioso, que exigiu anos de preparação e trabalho. “Tudo sobre o processo é francamente assustador”, disse Scholtes. “É algo aterrorizante e incrivelmente audacioso de se tentar.”