A missão Mars Exploration Rovers ou Veículos Exploradores de Marte, consiste no envio a Marte pela NASA, de dois pequenos veículos (rovers) geológicos gêmeos, equipados com diversos instrumentos modernos de exploração do meio ambiente, capazes de se locomover em Marte, a fim de procurar respostas sobre a existência de água no planeta.
Cada veículo foi transportado em seu próprio foguete e pousaram na região equatorial de Marte, no espaço de alguns dias de diferença, um em cada lado do planeta.
Os veículos (rovers) foram denominados de Spirit e Opportunity.
O veículo Spirit foi lançado em 10 de junho de 2003 e o veículo Opportunity foi lançado em 7 de julho de 2003.
Spirit pousou em Marte em 3 de janeiro de 2004 e o Opportunity pousou em 24 de janeiro de 2004, horários UTC.
A missão Mars Exploration Rover é parte do programa de exploração de Marte pela NASA, sob os cuidados do Laboratório de Jato-propulsão - JPL em um programa de longa duração para a exploração robótica de Marte.
Objetivos da missão O principal objetivo dos veículos é explorar as rochas e os solos de Marte a procura de indícios da existência de água em Marte.
Os veículos pousaram em lados opostos de Marte em regiões que se supõe que tenham sido afetadas pela ação da água. Spirit pousou na região denominada de Cratera de Gusev , onde no seu interior, possivelmente tenha existido um lago.
Opportunity pousou em uma região denominada de Meridiani Planum, onde aparentemente depósitos de minerais teriam sido formados devido a ação da água, como a hematita, sugere que a região teve um passado úmido.
Após um pouso controlado com o auxílio de airbags e de retrofoguetes, cada veículo desceu de seu aterrizador e caminhou pelo solo de Marte, tirando diversas fotos.
Os cientistas analisam estas fotos, escolhem as rochas e solos mais interessantes para serem geologicamente estudados e orientam os veículos a se dirigirem aos seus alvos de pesquisa.
Globalmente as missões enviadas a Marte visam:
Determinar se houve vida no passado de Marte. Estudar o clima de Marte. Estudar a geologia de Marte. Preparar caminho para a exploração humana.
Os nomes das Sondas A NASA lançou a campanha "Name the Rovers" (Dê nome aos veículos exploradores), em parceria com a tradicional indústria de brinquedos LEGO, fabricante da linha LEGO Technic, cujas peças são utilizadas na construção de modelos robóticos.
A LEGO conduziu o processo de seleção em conjunto com a The Planetary Society em uma competição literária estudantil. Nela, os estudantes deveriam escolher o nome dos veículos, apenas tendo o conhecimento de que eram provisoriamente denominados de MER-A e MER-B.
As sondas foram nomeadas de Spirit e Opportunity pela vencedora da competição, a estudante Sofi Collis, uma órfã de nove anos de idade, de origem russa, matriculada numa escola do Arizona.
Abaixo o texto literário escrito pela vencedora:
Cuja tradução para o português é:
Início do programa de exploração de Marte A NASA já realizava em 1999, diversos testes com veículos exploradores no deserto de Mojave, pois o local se assemelha com as condições encontradas em Marte. Com o nome de FIDO (Field Integrated Design and Operations), foi construído um veículo protótipo que se movia sem a ajuda de controladores da Terra e que transportava um conjunto de instrumentos geológicos.
Em 28 de julho de 2000, a NASA anuncia o plano de enviar um veículo a Marte para 2003 e deixa em aberto a possibilidade de um segundo veículo, também acompanhar o primeiro.
thumb|300px|direita|Mars Exploration Rover (à direita) comparado com o veículo Sojourner (à esquerda)
Em 10 de agosto de 2000, a NASA anuncia a intenção de enviar dois veículos exploradores a Marte em 2003, com o nome de missão Mars Exploration Rovers, dando continuidade aos estudos iniciado pela missão Mars Pathfinder, que levou o mini-veículo Sojourner, a superfície de Marte em 1997.
A NASA posteriormente confirmou além do envio dos dois veículos, mais o lançamento de uma poderosa sonda orbital, a Mars Reconnaissance Orbiter para o ano de 2005.
Marte Características físicas: Diâmetro médio de 6 780 km, metade do tamanho da Terra. Tem 1/10 da massa da Terra. Gravidade apenas 38% da força da gravidade da Terra. Não foi detectado nenhum grande campo magnético.
Órbita: É o quarto planeta que órbita o Sol. Esta 1,5 mais distantes do Sol que a Terra. Período de revolução de 687 dias terrestres. Período de rotação de 24 h, 39 min e 35 s. Pólos inclinados a 25º criando estações do ano semelhantes a da Terra.
Meio ambiente: Atmosfera composta de dióxido de carbono (95,3%), nitrogênio (2,7%) e argônio (1,6%). Pressão da atmosfera menos de 1/100 da média da Terra. Ventos de 40 m/s. Temperaturas variando de -53 °C a 27 °C.
Luas: Possui duas luas irregulares, cada uma com alguns quilômetros de tamanho. A maior se chama Fobos e a menor Deimos, nomes vindos da mitologia grega.
Veículo de lançamento O Spirit usou a versão padrão do foguete Delta II 7925, que foi lançado em 10 de junho de 2003. O Opportunity necessitou de mais energia para chegar a Marte. Ele usou o foguete Delta II 7925-H, lançado em 7 de julho de 2003, onde o H significa versão mais potente. E o foguete atlas v em 26 de novembro de 2011.
O foguete Boeing Delta é um lançador descartável. Apenas é utilizado uma única vez. (Expendable Launch Vehicles (ELVs))
A cada 26 meses, a Terra, Marte e Sol se alinham em uma posição no céu que é a que vai requerer o menor consumo de combustível para o foguete ou fisicamente falando, requerer menos energia para chegar a Marte.
A quantidade de energia necessária em cada lançamento é um pouco diferente, pois existe diferença nas distâncias entre a Terra, Marte e o Sol.
Spirit foi programada para ser lançado entre 30 de maio e 16 de junho.
Opportunity foi programado para ser lançado entre 25 de junho e 12 de julho.
O período de lançamento do Spirit é o que vai utilizar menos energia para chegar a Marte. Opportunity vai gastar mais energia. Os dois veículos não puderam ser lançados simultaneamente, pois não havia local de lançamento disponível e pessoal suficiente para gerenciar ambos os lançamentos.
As sondas percorrerão a distância de 460 milhões de km, entre a Terra e Marte.
Dimensões da sonda: 2,65 m de diâmetro, 1,6 m de altura.
Dimensões dos veículos: 1,5 m de altura, por 2,3 m de largura e 1,6 m de profundidade.
Peso: 1 062 kg no lançamento, sendo que 174 kg é o peso do veículo, 365 kg do pousador, 198 kg são da estrutura de cruzeiro da sonda, com 52 kg de propelente.
Entrada, descida e pouso 15 min antes de atingir a atmosfera de Marte, a cápsula que continha os veículos exploradores, se desprendeu de sua nave de cruzeiro. Esta cápsula inicia uma viagem de 4 minutos na atmosfera de Marte, a 5,4 km/s onde a fricção causará um aumento de temperatura de 1.400º Celsius.
A 8,5 km de altitude, com a velocidade em torno de 430 m/s, os pára-quedas se abrem. Em dois minutos a sonda deverá atingir o solo, porém um conjunto de etapas cruciais vai acontecer.
thumb|200px|direita|Desenho esquemático da sonda, em sua configuração de cruzeiro
Vinte segundos depois da abertura dos paraquedas, a parte inferior do escudo térmico-mecânico é ejetado. Dez segundos depois o pousador inicia sua descida de 20 metros da parte superior do escudo térmico, ainda preso ao paraquedas por meio de um cordão.
Um radar na parte inferior do pousador, inicia a emissão de pulsos, para determinar a sua altitude. Quando o radar detectar que está a 2,4 km de altura, três fotografias serão tiradas do solo, em intervalos de 4 s. O sistema denominado de Descent Image Motion Estimation Subsystem (DIMES), automaticamente as analisará para determinar sua velocidade horizontal.
Três pequenos foguetes transversais fixados na parte superior do escudo térmico, vão contrabalançar a ação dos ventos horizontais ou do balanço excessivo do paraquedas. O pousador estará a 35 segundos de seu pouso.
Devido ao peso do veículo explorador, a área do paraquedas desta missão, foi 40% maior que o paraquedas do Mars Pathfinder.
Oito segundos antes do pouso, os airbags se inflam. São inflados 24 airbags, que envolvem o veículo. Cheios, a estrutura atinge 5,5 metros de altura.
Dois segundos depois, três outros foguetes principais são acionados, para diminuir a velocidade de queda. Três segundos depois, quando a velocidade de queda for zero e o solo estiver entre 10 a 15 m de distância, o pousador envolvido por airbags deverá se soltar dos pára-quedas e do escudo térmico superior.
Os airbags foram feitos de material sintético muito resistente chamado vectran. Cada airbag possuía uma dupla camada deste tecido, a fim de resistir a grande velocidade de impacto e ao terreno que viesse a encontrar.
Assim o conjunto se choca com o solo, várias vezes. Vinte minutos depois os airbags se desinflarão se a pétala-base ficar para baixo. 35 minutos para desinflar, se a pétala-base ficar de lado. Desinflados os airbags, cada veículo deverá abrir seus painéis solares e bater fotos das imediações, além de passar uma semana de testes, antes de sair andando de sua base ou do aterrizador.
Finalidade da pesquisa Pesquisar as diversas rochas e solos, procurando aquelas que tenham sofrido a ação da água, como minerais que tenham sido depositados por evaporação, sedimentação, precipitação ou sofrido a ação hidrotermal. Determinar a distribuição espacial e a composição dos minérios, rochas e solos nas vizinhanças dos sítios de pouso. Determinar a natureza geológica da superfície local, seja morfologicamente e quimicamente. Nos minerais que contenham ferro, identificar e quantificar aqueles tipos que contenham água ou hidróxidos. Estudar as camada e texturas dos minerais dos diferentes tipos de rochas e solos e analisa-los sob o contexto geológico. Extrair das rochas estudadas, informações sobre o meio ambiente passado, quando a água estava presente e se houve o desenvolvimento de vida.
Resumo dos instrumentos científicos Os instrumentos científicos dos veículos exploradores transportam, são equipamentos de alta tecnologia, destinados a recolher diversas informações sobre o meio ambiente de Marte. São eles:
Câmeras Câmera Panorâmica (Pancam) ou também chamada Estéreo. Câmera Microscópica (Microscopic Imager (MI)) Câmeras de Engenharia: tecnicamente denominadas de Hazcams e Navcams
thumb|200px|direita|Desenho esquemático do veículo explorador geológico
Espectrômetros Mini-espectrômetro de Emissão Térmica (Miniature Thermal Emission Spectrometer (Mini-TES)) Espectrômetro Mössbauer (Mössbauer Spectrometer (MB)) Espectrômetro de Partículas de Raio-X (Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS))
Perfuratriz Ferramenta de Abrasão (Rock Abrasion Tool (RAT))
Imãs Medição do magnetismo da poeira.
Detalhamento dos instrumentos científicos
Câmera Panorâmica (Pancam) Uma câmera estéreo ou também denominada Câmera Panorâmica (Pancam), permite a obtenção de imagens coloridas, semelhantes às vistas pelo olho humano e em três dimensões, porque utiliza dois conjuntos de câmeras, situadas 30 cm uma da outra e que funcionam paralelamente.
Esta câmera roda 360* pois está apoiada no alto de uma torre cilíndrica de 1,5 m de altura (denominado de Pancam Mast Assembly (PMA)) e consegue obter imagens de toda a paisagem de Marte. A câmera também consegue se mover para cima e para baixo em um ângulo de 180º, em torno do ponto onde se apóia.
Esta altura de 1,5 m é semelhante à altura dos seres humanos, conseguindo desta maneira, dar a exata visão da paisagem que as pessoas veriam se lá estivessem.
A câmera pode gerar um conjunto de diversas imagens superpostas em suas bordas denominada de mosaicos, que juntadas fornecem uma ampla visão de toda a vizinhança, com 4 000 pixels de altura e 24 000 pixels na horizontal. Os detectores da Pancam são de CCDs (charge coupled devices). Este equipamento monta a imagem tal como um filme comum de câmera fotográfica.