Primeiro voo atrasado devido ao mau tempo em outro mundo

Tempestade de Pó e Poço de Jezero: Imagens adquiridas em 9 de janeiro de 2022, do instrumento Mars Color Imager no Mars Reconnaissance Orbiter da NASA foram coletadas para criar essa visão mostrando uma tempestade de poeira regional obscurecendo a posição do Helicóptero Ingenuity Mars (círculo branco). Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

voo 19 para NASAEstá programado para ser criado até domingo, 23 de janeiro de 2022.

Atmosfera Marte Muito menos denso que o da Terra; No entanto, o clima de Marte compartilha muitas semelhanças com a Terra: estações, ventos em mudança, nuvens geladas e tempestades de poeira, entre outros. A previsão de eventos climáticos, como para a Terra, é sempre um empreendimento incerto. Enquanto nos preparávamos para o voo 19, descobrimos que o clima marciano inesperado poderia levar a um cenário familiar e infeliz aqui na Terra: um voo atrasado. Felizmente, o Ingenuity não transporta nenhum passageiro, e toda a sua bagagem é “carregada”, pelo que o resultado nada mais é do que esperar por um tempo melhor.

Com 18 voos concluídos até agora, as previsões meteorológicas são agora parte integrante do planejamento de voos para Marte. Desde o primeiro voo em 19 de abril de 2021, a Cratera Jezero avançou na primavera e no verão. Atualmente, estamos nos aproximando do final do verão e início do outono, que começa em 24 de fevereiro. E à medida que as estações mudam, surgem novos desafios, incluindo menor densidade do ar que exigiu ajustes na maneira como voamos.

Como meteorologistas, nosso trabalho é fornecer uma avaliação das condições climáticas atuais em relação aos requisitos da aviação. Quais são esses requisitos para um voo aceitável e seguro? As condições favoráveis ​​dependem de duas propriedades principais: densidade do ar e velocidade do vento. Embora não tenhamos a vantagem de um grande número de estações meteorológicas ou satélites orbitando o clima em Marte, como na Terra, temos várias ferramentas à nossa disposição para determinar se as condições são aceitáveis ​​para o voo. O recurso de previsão mais útil é Analista de dinâmica do ambiente marciano (MEDA) – Uma estação meteorológica operando no rover Perseverance. Com este poderoso conjunto de ferramentas, podemos calcular a densidade do ar, medir os ventos ao longo do dia e acompanhar suas mudanças com a estação enquanto nos preparamos para viagens futuras. Também não estamos sem a ajuda de ativos orbitais – o Mars Color Imager (MARCI) e o Mars Climate Sounder (MCS) a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) fornecem atualizações diárias sobre o estado da atmosfera – útil para entender a atividade fora Cratera Jezero que pode afetar o clima no futuro.

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Com a transição de Marte para o outono, esperamos um aumento na quantidade de poeira na atmosfera globalmente; Os níveis permanecerão altos durante a temporada de inverno (essa época do ano é chamada de ‘estação da poeira’). A poeira desempenha um papel importante no clima de Marte, e sua caracterização é particularmente importante para origens de superfície movidas a energia solar, como a Criatividade. A poeira atmosférica reduzirá a quantidade de luz solar que atinge os painéis solares da Ingenuity, que carregam as baterias necessárias para o voo. Além disso, a poeira na atmosfera é aquecida pela luz solar e aquece a atmosfera circundante, reduzindo o ar já de baixa densidade em que a criatividade deve voar. Os membros da equipe de operações estão discutindo ativamente a próxima temporada de poeira e como responder aos impactos desse ambiente em mudança.

Uma forte tempestade de poeira regional apareceu no primeiro dia do novo ano, abrangendo a cratera Jezero assim como identificamos o vôo 19. A existência desta tempestade veio muito cedo – mesmo antes da estação de poeira tradicionalmente iniciada! Na verdade, nunca vimos uma tempestade tão forte como em Marte há um ano. Os primeiros sinais de uma tempestade de poeira se aproximando foram vistos pelo Perseverance, que notou um aumento no levantamento de poeira dentro da cratera Jezero. em órbita, MRO Tirei imagens desta crescente tempestade de poeira regional, que mostrou sinais de expansão do Hemisfério Sul para o Hemisfério Norte – provavelmente em direção à Cratera Jezero. Nossa equipe de previsão do tempo teve que tomar a decisão de seguir em frente com a viagem ou não. Os dados que analisamos do MEDA e dos ativos orbitais podem ser atrasados ​​de algumas horas a alguns dias e, portanto, tivemos que fazer previsões para o voo 19 alguns dias no futuro. Ficou claro que havia uma grande incerteza no horizonte. A equipe meteorológica recomendou adiar o voo 19, que acabou sendo adotado pela equipe de criatividade (o voo 19 estava originalmente programado para 5 de janeiro de 2022, ou Persevere Mission 313).

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Os fundamentos da criatividade provaram ser a decisão certa. Nos dias seguintes ao atraso do voo, a tempestade de poeira se moveu sobre a cratera Jezero, e pudemos ver claramente seus efeitos tanto nos dados MEDA quanto em órbita (Fig. 1). O mais notável foi a queda acentuada na densidade do ar – cerca de 7% menos deflexão do que a observada antes da tempestade de poeira. Essa diminuição acentuada teria colocado a densidade abaixo do limite para um voo seguro e teria transmitido riscos indevidos para a espaçonave. Também observamos o efeito da poeira na quantidade de luz solar absorvida pelo painel solar Ingenuity, que caiu bem abaixo dos níveis normais de “céu claro”, cerca de 18%.

A tempestade de poeira se dissipou e agora parece que estaremos voando com criatividade até domingo, 23 de janeiro. A tempestade de poeira e seu impacto no planejamento é uma importante experiência de aprendizado para toda a equipe. Eventos futuros são esperados no final da estação poeirenta e provavelmente se transformarão em tempestades de escala global, como as observadas mais recentemente em 2018, 2007 e 2001. Permaneceremos persistentes em nossos esforços para fazer voar a criatividade com segurança no futuro próximo.

Escrito por Jonathan Pabst e Michael Mishna (Equipe Ingenuity for Weather/Environment, NASA-Laboratório de Propulsão a Jato).

Annaliese Franke

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