Ciência

Na Mosca: Satélite autônomo entra na órbita de Júpiter

Walden Kirsch Intel Communications and iQ Contributor

O satélite autônomo Juno da NASA usou o software Wind River para colocar os cientistas mais perto do que nunca do quinto planeta a partir do sol.

Nunca antes uma nave espacial ativa disparou pelo espaço a uma velocidade tão extraordinária: 165.000 milhas por hora (275.000 km/h). Na noite da última segunda-feira, com a poderosa gravidade de Júpiter atraindo a nave cada vez mais para perto, foi hora de acionar os freios.

Muito. Muito. Cuidadosamente.

Cortesia da foto: NASA.
Esta imagem de Júpiter pertencente à NASA foi feita pela nave Cassini durante seu sobrevoo no ano 2000. Cassini aproximou-se até 6 milhões de milhas do gigante gasoso. Juno vai passar muito mais perto – apenas 3.000 milhas acima das nuvens de Júpiter.

Após 5 anos, num tiro de1,7 bilhão de milhas através do nosso sistema solar, a nave espacial Juno da NASA acionou os motores por exatos 35 minutos – e deslizou com êxito em uma órbita polar oblonga de 53 dias ao redor do gigante de gás Júpiter e suas mais de 60 luas.

Isso é dez vezes mais próximo de Júpiter do que jamais estivemos, preparando o terreno para uma série de descobertas sobre o planeta mais gigantesco de nosso sistema solar. Se Júpiter fosse do tamanho de uma bola de basquete, Juno estaria passando a apenas um terço de polegada (menos de um centímetro) de sua superfície.

Entre os que celebram mais efusivamente está a equipe que projetou o software usado pela Juno.

“É um sentimento de muita satisfação que tudo tenha corrido bem”, disse Corey Hutchins por telefone, do Colorado. Ele é um veterano engenheiro aeroespacial da Wind River – a subsidiária da Intel cuja equipe criou o VxWorks, o software que contribuiu para a entrada certeira de Juno em 4 de julho.

Quando fez o seu primeiro mergulho no nosso sistema solar, Juno era essencialmente um satélite autodirigido.
E tinha que ser. Um comando de rádio unidirecional partindo da Terra – viajando na velocidade da luz – leva inteiros 48 minutos para alcançar Júpiter. Os humanos são inúteis a essa distância.

Cortesia da foto: NASA.
Cortesia da foto: NASA.

Por isso – ao longo de toda a jornada da Juno – o software da Wind River controlou todas as tarefas críticas como direção, navegação, transferências de dados, consumo de motores, comunicações e muito mais.

“O veículo é completamente autônomo”, explicou Hutchins.

O VxWorks é um chamado sistema operacional em “tempo real” criado especialmente para aplicações que exigem tempo de processamento muito baixo (décimos de segundo ou menos) e extrema confiabilidade. No planeta Terra, o VxWorks opera em literalmente bilhões de dispositivos, de robôs de linha de montagem, passando por equipamentos agrícolas, até roteadores domésticos sem fio.

No espaço, se uma ampulheta a bordo ou uma bola de praia resolvesse se mover nos momentos críticos de preparação para lançamento dos motores orbitais, a pobre Juno poderia passar ao largo de Júpiter em direção ao espaço interestelar – 1 bilhão de dólares desaparecendo no vazio.

É por isso que software para naves espaciais “precisa funcionar impecavelmente”, Hutchins assinalou.

O VxWorks opera em um computador de bordo único, compactado-por-radiação RAD750, fabricado pela BAE e usando microarquitetura PowerPC, feita especialmente para satélites e naves espaciais. Todos os componentes eletrônicos da Juno são blindados dentro de uma caixa de titânio de meia polegada de espessura para protegê-los do poderoso cinturão de radiação de Júpiter. No decorrer de toda a missão, a NASA calcula que a Juno será exposta ao equivalente a 100 milhões de raios-X dentais.

E o código do VxWorks é impressionantemente “leve”. O Windows 10, por exemplo, requer aproximadamente 20 gigabytes para armazenar o sistema operacional em um computador pessoal. O VxWorks completo, por outro lado, consome 20.000 vezes menos, apenas um megabyte de armazenamento – menos dados que uma foto comum feita com um smartphone.

Cortesia da foto: NASA.
Cortesia da foto: NASA.

Após o bem-sucedido acionamento de motores na segunda-feira, 11 de julho, a Juno desceu para uma órbita ligeiramente acima das nuvens multicoloridas de Júpiter – um caldo feito em um caldeirão de bruxa, que inclui vapores de hidrogênio, hélio, metano, amônia, sulfeto de hidrogênio e outros ingredientes esquisitos.

Quando o sinal de rádio de “tudo certo” chegou da Juno – 48 minutos após o fato – engenheiros de voo e cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em
Pasadena, Califórnia, explodiram em vivas, aplausos e cumprimentos. A cena foi transmitida ao vivo, via streaming. As pessoas no Wind River, apesar de menos no centro dos acontecimentos, não estavam menos satisfeitas.

É uma maravilha projetar um engenho de alta tecnologia e 4 toneladas e em seguida lançá-lo no sistema solar para um encontro perfeitamente preciso com um outro
mundo.

Mas e a criação do software que ajuda a alcançar a façanha? Essa parte também é ciência de foguetes.

Nota do editor: o VxWorks também foi utilizado nas missões das naves Curiosity e Opportunity que foram a Marte. Após seu encontro mais próximo com Júpiter, o VxWorks ajudou a Juno a sair rapidamente em uma órbita elíptica de 53 dias. O New York Times relata que Juno se aproximará de Júpiter novamente no dia 27 de agosto, quando acionará a câmera e os instrumentos para coletar os tão aguardados dados científicos. Os motores serão ligados novamente no dia 19 de outubro para dar início a uma órbita de duas semanas a fim de coletar dados ainda mais valiosos acerca do gigante gasoso.

A imagem em destaque da nave espacial Juno sendo montada no NASA Jet Propulsion Lab, na Califórnia em 2010 foi fornecida pela NASA.

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