Entre os robôs, sondas, drones e demais equipamentos que operam em Marte, estão dois satélites da Agência Espacial Europeia (ESA): o Mars Express (MEX) e o ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Segundo divulgado pela organização, as equipes de controle da missão de exploração do Planeta Vermelho demonstraram agora que os rádios de curto alcance das espaçonaves, normalmente usados ​​para se comunicar com os veículos que operam na superfície, podem ser usados ​​em conjunto para sondar a atmosfera marciana.

ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) e Mars Express (MEX). Orbitadores da ESA passarão a operar em conjunto. Imagem: ESA

“Esses rádios usam as mesmas frequências e, portanto, depois de alguns ajustes inteligentes nos sistemas das duas espaçonaves, eles agora podem ser usados ​​para trocar sinais entre si”, explica Daniel Scuka, oficial de comunicação para Operações e Segurança Espacial no Centro de Controle de Missões da ESA. “Os engenheiros também determinaram que, por razões técnicas, o MEX transmitirá os sinais enquanto o TGO os recebe”.

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De acordo com Scuka, normalmente, o MEX espera até ter uma visão clara da Terra antes de transmitir seus sinais, de modo a evitar perturbações da atmosfera marciana. “Mas também podemos usar essa interrupção, e o fato de conhecermos muito bem as características do sinal original enviado pela espaçonave, para estudar a temperatura, a pressão e outras propriedades da fatia da atmosfera marciana pela qual ela passa”.

Essa técnica de ciência de rádio é limitada pelo fato de que o MEX nem sempre está em uma posição onde seu feixe de rádio para a Terra passa pela atmosfera marciana. Além disso, o fato de que o vasto espaço entre a Terra e Marte, e a própria atmosfera da Terra, podem alterar o sinal de rádio, também dificulta as coisas. 

“Pode ser difícil descobrir quais mudanças foram devidas exclusivamente à atmosfera marciana. E ambas as limitações se devem ao fato de a antena que recebe o sinal estar sempre presa no mesmo lugar – na superfície da Terra”, explicou Scuka.

E se a antena que recebe o sinal de rádio também estivesse em órbita ao redor de Marte?

Foi pensando nessa questão que os cientistas chegaram ao trabalho conjunto entre os dois instrumentos.

Satélites ao redor da Terra já usaram um método semelhante para estudar nossa atmosfera, e a Nasa conduziu um teste para provar que um sinal de rádio poderia ser enviado entre dois orbitadores de Marte usando suas espaçonaves Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), em 2007. 

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Como, desde 2016, a ESA também mantém duas espaçonaves orbitando Marte, as equipes de controle da missão começaram a ver se e como poderia usá-los para gerir uma nova ciência de rádio por lá.

“Se todos os cenários possíveis em que as duas espaçonaves podem ‘ver’ uma a outra forem usados, em apenas dois meses isso excederá a ciência produzida em 18 anos usando apenas o Mars Express”, revela Scuka. “Claro, as espaçonaves estão ocupadas fazendo outros trabalhos importantes em Marte, então nem todas as oportunidades podem ser usadas para a ciência de rádio atmosférica, mas a técnica é claramente cientificamente valiosa”, garante.

Baterias de testes comprovaram eficiência da técnica

No início deste ano, a ESA realizou o primeiro conjunto de testes, usando o sinal de ‘granizo’ que o MEX que tinha pré-instalado para se comunicar com o módulo de pouso que carregava para Marte há quase duas décadas e que foi perdido no pouso, o chamado Beagle 2.

Módulo de pouso desativado Beagle2, da ESA, foi usado nos primeiros testes de sinal do MEX. Imagem: ESA

Após extensas discussões, testes, planejamento e preparação, o primeiro teste do link de rádio MEX-TGO foi concluído e totalmente satisfatório. 

Segundo Scuka, testes adicionais foram realizados até agosto para entender melhor como planejar e conduzir experimentos usando esta nova capacidade de ‘ciência de rádio’. “Como o sinal de granizo carregava alguns dados, ele foi rapidamente considerado muito barulhento para ser usado na ciência do rádio”, explicou. 

Assim, um sinal limpo sem dados seria necessário, mas isso não era algo que a unidade de rádio MELACOM do MEX tinha disponível. Então, os fabricantes originais do MELACOM, QinetiQ, foram contatados para ver se tal sinal ‘vazio’ poderia ser adicionado através de um patch de software (uma atualização). 

Após uma investigação, eles concluíram que sim, e a unidade de rádio MELACOM sobressalente na Terra foi recuperada do armazenamento – e o código-fonte do montador 1750A da unidade de 18 anos foi aberto. 

Dessa forma, a programação para um sinal vazio, ‘somente portadora’, foi adicionada, testada e então enviada para a equipe de operações da espaçonave no controle de missões da ESA em Darmstadt, na Alemanha. “A partir daí, o patch foi carregado posteriormente e funcionou muito bem”, disse Scuka. “O resultado final é um sinal muito mais claro, mais adequado para a ciência do rádio”.

Novos caminhos para a ciência de rádio em Marte

Na outra extremidade do sinal está o TGO, para o qual uma equipe de especialistas da ESA, na Holanda, está agora supervisionando o desenvolvimento de um novo software de processamento projetado especificamente para a ciência de rádio. 

Segundo a agência, testes adicionais estão programados para o segundo trimestre de 2022 para fornecer mais dados que possam ajudar a projetar o novo software de processamento.

Esses novos experimentos de rádio são os primeiros desse tipo em Marte e são um ótimo exemplo de como o equipamento existente pode encontrar usos alternativos aos planejados por seus projetistas.

Eles também mostram como espaçonaves como a MEX e a TGO muitas vezes acabam valendo muito mais do que a soma de suas partes, à medida que as equipes da ESA e de outras partes da Europa continuam a trabalhar juntas para encontrar novas – e valiosas – maneiras inteligentes de usá-las para explorar o Planeta Vermelho.

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