Pousar em Marte é entrar na atmosfera a 19.500 km/h e parar por completo sete minutos depois, tocando o chão a 2,6 km/h — metade da velocidade de uma pessoa caminhando. Tudo isso sem ninguém pilotando e sem ninguém assistindo: o sinal de rádio leva mais de dez minutos para chegar à Terra, então, quando o controle da missão recebe o aviso de que a nave entrou na atmosfera, ela já está no chão há vários minutos, viva ou destruída. É por isso que os engenheiros chamam esse trecho de os sete minutos de terror.
O paradoxo: Marte é o pior dos dois mundos
Para entender por que é tão difícil, compare com os dois casos que já conhecemos.
Pousar na Lua é trabalhoso, mas direto: não há atmosfera nenhuma, então o único jeito é frear com motor, do começo ao fim. Gasta muito combustível e ponto final.
Voltar para a Terra é quase de graça: a atmosfera é tão densa que ela sozinha freia a cápsula, e um paraquedas resolve os últimos quilômetros. O passo a passo está em Como os astronautas voltam para a Terra, passo a passo.
Marte é o pior dos dois. A atmosfera dele tem menos de 1% da densidade da nossa — fina demais para frear uma nave pesada com paraquedas, mas densa o bastante para incendiá-la na entrada. Ou seja: você paga o preço do calor sem receber o benefício da freada. A história de como esse ar ficou tão rarefeito está em Por que Marte perdeu a atmosfera (e a Terra não)?.
Resultado: é preciso usar as três coisas ao mesmo tempo — escudo térmico, paraquedas e motor de foguete. Nenhuma sozinha dá conta.
Sete minutos, e a Terra fica sabendo depois
O atraso do rádio é o detalhe que muda tudo. Na noite do pouso do Perseverance, em fevereiro de 2021, o sinal levava cerca de 11 minutos para atravessar a distância entre os dois planetas.
Faça a conta: a descida inteira dura sete minutos. Quando o aviso "entrei na atmosfera" chega à sala de controle, a nave já está no solo há quatro minutos. Não existe a possibilidade de corrigir nada, dar um comando ou abortar. Tudo o que a equipe pode fazer é olhar para a tela e receber, em sequência, notícias de coisas que já aconteceram.
A nave, portanto, pousa sozinha. A sequência inteira está programada, e o computador de bordo decide sozinho quando abrir o paraquedas, quando soltar o escudo e onde encostar.
Minuto a minuto, do topo da atmosfera ao chão
Os números abaixo são os do pouso do Perseverance, publicados pela NASA.
| Momento | Altura | Velocidade | O que acontece |
|---|---|---|---|
| Entrada na atmosfera | ~131 km | 19.500 km/h | Começa a contagem dos sete minutos |
| ~80 s depois | — | — | Pico de aquecimento do escudo térmico |
| ~240 s depois | ~11 km | 1.512 km/h | Abre o paraquedas de 21,5 m |
| Logo em seguida | — | — | O escudo térmico se solta e cai |
| Descida motorizada | ~2 km | centenas de km/h | A casca de trás sai com o paraquedas; os motores assumem |
| Guindaste voador | 20 m | quase zero | O jipe-robô desce pendurado em cabos de 7,5 m |
| Toque no solo | 0 | 2,6 km/h | Os cabos são cortados e o estágio de descida voa para longe |
Repare na primeira e na última linha: 19.500 km/h para 2,6 km/h em sete minutos. Para comparar, 19.500 km/h é o trajeto São Paulo–Rio de Janeiro em oitenta segundos.
O escudo térmico: 1.300 °C previstos, 1.000 °C medidos
O escudo é um prato côncavo de 4,5 metros de diâmetro — quase a largura de um ônibus — coberto por um material chamado PICA — um carbono poroso impregnado de resina, inventado no centro de pesquisas Ames da NASA. Ele não resiste ao calor: ele se sacrifica, queimando e evaporando de fora para dentro, e cada pedacinho que vira gás leva embora uma porção do calor. É o mesmo princípio de um suor que evapora, levando calor da pele junto.
A NASA publica dois números para a temperatura, e eles não se contradizem:
- Cerca de 1.300 °C é o que a superfície externa do escudo atinge no pico de aquecimento, cerca de 80 segundos depois da entrada.
- Cerca de 1.000 °C foi a maior temperatura medida por sensores dentro do isolamento do escudo durante o pouso de fevereiro de 2021.
Um é a previsão do lado de fora, o outro é a medição alguns centímetros para dentro. A diferença entre os dois é, literalmente, o trabalho do escudo.
Um detalhe que surpreende: esse calor não vem do atrito com o ar, como quase todo mundo imagina. Vem da compressão — a nave empurra o ar à frente dela tão rápido que o gás não tem para onde escapar, e gás comprimido esquenta. A explicação completa está no artigo sobre a volta dos astronautas, linkado acima.
O maior paraquedas já mandado a Marte
O paraquedas do Perseverance tem 21,5 metros de diâmetro — a altura de um prédio de sete andares — e é o maior já enviado a Marte. Antes de abrir, ele é um cilindro de nylon, Technora e Kevlar de menos de 70 cm de altura, comprimido com força de prensa.
Ele abre a 1.512 km/h, numa altura de cerca de 11 km. Abrir um pano desse tamanho nessa velocidade é um dos momentos mais violentos da descida: o pano precisa inflar em frações de segundo sem se rasgar e sem torcer.
E mesmo assim ele não é suficiente. No ar rarefeito de Marte, o paraquedas consegue frear a nave até algumas centenas de km/h e não mais. Se o Perseverance dependesse só dele, bateria no chão a uma velocidade destrutiva. Por isso, nos últimos quilômetros, o paraquedas e a casca de trás são descartados e motores de foguete assumem, virando a nave para baixo e reduzindo a velocidade quase a zero. O princípio desses motores é o mesmo de qualquer foguete, explicado em Como funciona um foguete? A explicação simples.
O guindaste voador: a ideia que parecia loucura
Chegando aos últimos 20 metros, aparece a invenção mais estranha e mais bem-sucedida da engenharia marciana recente.
O problema é o seguinte: se o estágio motorizado pousar no chão com o jipe-robô em cima, os motores levantam uma nuvem de poeira e pedras que danifica os instrumentos, e o conjunto precisa depois descer o veículo de cima de uma plataforma alta. Foi por isso que a NASA inventou o guindaste voador.
O estágio de descida para de descer e fica pairando a cerca de 20 metros de altura, como um helicóptero. De dentro dele, o jipe-robô é baixado em cabos de 7,5 metros até encostar as rodas no chão, a 2,6 km/h. Assim que os sensores confirmam o contato, lâminas pirotécnicas cortam os cabos e o estágio de descida, já livre do peso, acelera e voa para longe, caindo a centenas de metros dali.
A manobra inteira dura cerca de doze segundos. É uma coreografia que parece invenção de roteirista, e funcionou duas vezes em duas tentativas: Curiosity em 2012 e Perseverance em 2021. Tanto que ela é uma das duas opções que a NASA estuda para o próximo pouso em Marte — o da missão que vai buscar as amostras, assunto de Por que é tão difícil trazer uma pedra de Marte?.
As gerações anteriores: airbags e pernas
Nem sempre foi assim. Os jipes-robôs menores dos anos 1990 e 2000 usavam uma solução que parece brincadeira e deu certo: airbags.
A nave era envolvida por balões gigantes e simplesmente solta a 20 metros do chão. Segundo a NASA, o conjunto chegou a quicar até 15 metros de altura e a bater no solo mais de 16 vezes antes de parar, cerca de dois minutos e meio depois. Depois disso os balões esvaziavam e a nave se abria como uma flor.
Funcionou bem para veículos leves. Não funciona para um jipe-robô de quase uma tonelada — e daí veio a necessidade do guindaste voador.
| Geração | Método | Quem usou |
|---|---|---|
| Anos 1970 | Pernas e retrofoguetes | Viking 1 e 2 |
| Anos 1990 e 2000 | Airbags que quicam | Pathfinder, Spirit, Opportunity |
| Desde 2012 | Guindaste voador | Curiosity, Perseverance |
Cada geração nasceu do peso do que precisava descer. Quanto mais pesado o robô, mais engenhosa tem de ser a chegada — e o que esses robôs foram fazer lá está em Tem vida em Marte? O que os rovers já encontraram. Quanto tempo leva a viagem antes de tudo isso começar está em Quanto tempo leva para chegar a Marte.
