GMV assume papel-chave na missão a Marte “Mars Sample Return”

A multinacional tecnológica GMV participa na missão Mars Sample Return (MSR), programa conjunto da Agência Espacial Europeia (ESA) e da NASA, cujo objetivo consiste em dar mais um passo na exploração de Marte e trazer amostras do solo marciano para o nosso planeta.

A missão internacional que ocorrerá entre 2020 e 2030 será pelo menos composta por 3 lançamentos a partir da Terra e pelo lançamento de um foguete a partir de Marte. Terá como objetivo recolher amostras do solo marciano, armazená-las e trazê-las à Terra, onde uma equipa de cientistas internacionais se encarregará da sua análise detalhada.

Na primeira missão, programada para a primeira parte da década, o Mars Rover da NASA encarregar-se-á de explorar a superfície do planeta, recolher e documentar uma série de amostras que se recuperarão mais adiante para serem trazidas à Terra. Os passos seguintes da missão serão dados pelo Sample Retriever Lander da NASA, que implementará uma plataforma em Marte da qual sairá o Sample Fech Rover (SFR) como parte da contribuição europeia (ESA) para recuperar as amostras extraídas anteriormente pelo rover da NASA, reuni-las e armazená-las.

Uma vez que o veículo robótico SFR tiver recolhido as amostras, voltará à plataforma e carregá-las-á no veículo Mars Ascent Vehicle (MAV), desenvolvido pela NASA, que descolará de Marte para levar as amostras à órbita marciana no interior de um contentor (Orbiting Sample - OS).

Com as amostras já em órbita, entrará em ação a nave Earth Return Orbiter (MSR-ERO) da ESA, que navegará até à órbita de Marte para localizar e capturar o pequeno contentor das amostras (uma esfera de aproximadamente 20 cm de diâmetro) para regressar com elas à Terra. Para evitar qualquer tipo de contaminação no nosso planeta, as amostras serão isoladas num sistema de contenção biológica.

A GMV participa em três atividades desta missão. Por um lado, a GMV lidera o sistema GNC de rendez-vous (aproximação) do módulo “Earth Return Orbiter” (MSR-ERO), cujo principal objetivo consiste em desenvolver e validar os algoritmos do processamento de imagens juntamente com as câmaras de navegação, o que permitirá a criação de medidas para estimativa da órbita do contentor OS e para poder capturá-lo.

Paralelamente, e no contexto de um dos estudos da Fase A do módulo “Earth Return Orbiter”, liderado por Thales Alenia Italia, a GMV confirma-se como responsável pelo Guiamento, Controlo e Navegação (GNC) nas fases de busca, rendez-vous e captura do contentor das amostras marcianas. Durante esta primeira parte da atividade, com uma duração prevista de 15 meses, a GMV encarregar-se-á de realizar as análises para o sistema de rendez-vous, sua conceção, controlo dos seus riscos, desenvolvimento e verificação do sistema. Esta fase crucial, centrada no retorno das amostras provenientes de Marte, é uma prioridade crítica para a comunidade científica internacional há mais de uma década.

Finalmente, no contexto das atividades do veículo robótico de superfície (SFR), trabalha nos dois consórcios que estão atualmente a projetar duas possíveis soluções a nível de sistema.

Concretamente, no consórcio liderado pela Airbus DS UK, a GMV está a concentrar-se na conceção e desenvolvimento de uma possível solução das funções de localização e mapeamento do veículo. Essas funções serão além disso prototípicas e validadas numa exaustiva campanha de testes com um primeiro protótipo do rover.

Por outro lado, a GMV participa também no consórcio liderado pela Thales Alenia Space Itália, sendo responsável pelo sistema completo de navegação autónoma, assim como pela sua própria aviónica de processamento.

Reptos dos sistemas do MSR e do FR

O papel da GMV na missão envolve um duplo repto: por um lado o do sistema de GNC que guiará, fará navegar e controlará a nave MSR ERO no cenário de rendez-vous e captura do contentor das amostras. O sistema de GNC terá que assumir o desafio de definir o caminho até ao contentor, procurando-o numa região esférica de 60 km e em complicadas circunstâncias, uma vez que se trata de um objeto do tamanho de uma bola de futebol em movimento, a uma velocidade de vários quilómetros por segundo e com um brilho menor que o de muitas estrelas.

A ampla experiência da GMV em desenvolvimento de sistemas de GNC para cenários de acoplamento e captura, assim como em sistemas empregados em missões como a dos veículos ATV, NEXT-Mars, CTSS, serão cruciais para o êxito desta missão.

Por outro lado, no rover SFR, o sistema de localização de mapeamento enfrenta o desafio de percorrer um terreno desconhecido em busca de amostras. Este sistema ajudará o rover a posicionar-se e conhecer o seu meio próximo pela geração de mapas locais que permitam escolher autonomamente a melhor rota. Isso permitirá minimizar o custo energético do rover (que funciona com energia solar) e maximizar o número de amostras recolhidas em cada dia marciano (equivalente a 24 horas e 39 minutos).