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Apr 04, 2024

Uma nova abordagem para reduzir o risco de perda de energia solar

Artigo de 20 de agosto de 2023 Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo ao mesmo tempo a

Recurso de 20 de agosto de 2023

Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

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por Ingrid Fadelli, Phys.org

A NASA e outras agências espaciais em todo o mundo enviam periodicamente robôs e veículos automatizados ao espaço para explorar planetas e outros objetos celestes no nosso sistema solar. Estas missões podem melhorar muito a nossa compreensão do ambiente e dos recursos em outras partes do sistema solar.

Pesquisadores do Instituto de Estudos Aeroespaciais da Universidade de Toronto e do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA realizaram recentemente um estudo explorando estratégias de recuperação que poderiam melhorar a eficácia e o sucesso das explorações lunares usando veículos movidos a energia solar. O artigo deles, pré-publicado no arXiv, apresenta uma nova abordagem que poderia ajudar os rovers movidos a energia solar a deixar com segurança regiões permanentemente sombreadas na lua.

“Nos últimos anos, várias nações manifestaram interesse em explorar o pólo sul lunar, incluindo os Estados Unidos, China, Índia, Rússia e outros”, disse Olivier Lamarre, o pesquisador que liderou o estudo, ao Phys.org.

"A maioria deles está planejando usar veículos movidos a energia solar para explorar áreas que estão constantemente na sombra (chamadas de regiões permanentemente sombreadas, ou PSRs), que suspeitamos que possam conter grandes quantidades de gelo de água. Como se pode imaginar, entrar em um PSR com um veículo espacial movido a energia solar é uma tarefa arriscada! Se o veículo espacial for atrasado por falhas, pode não ser capaz de retornar à luz solar antes de ficar sem energia.

Os rovers movidos a energia solar podem ter inúmeras vantagens em termos de eficiência energética, mas são limitados pela dependência da luz solar para operar. Como algumas regiões da Lua estão permanentemente na sombra, a dependência dos rovers da luz solar pode impedi-los de explorar com segurança e depois deixar essas áreas, fazendo com que fiquem sem energia durante a sua missão.

Um objetivo principal do trabalho recente de Lamarre e dos seus colegas foi quantificar a probabilidade de perder rovers movidos a energia solar enquanto exploram estas áreas sombreadas da Lua. Além disso, a equipa pretendia conceber uma abordagem que pudesse ajudar a maximizar a probabilidade de os rovers movidos a energia solar completarem as suas missões com segurança.

“Primeiro, precisamos definir o que significa para um veículo espacial movido a energia solar ser ‘seguro’ no pólo sul lunar”, explicou Lamarre. “Para fazer isso, prestamos atenção em onde o rover sai de um PSR, a que horas e com quanta energia resta em suas baterias. Isso dá uma indicação se o rover pode hibernar no local antes da próxima etapa de sua missão ( e, portanto, permanecer 'seguro' até então). Em seguida, calculamos um método de planejamento transversal online que o rover pode seguir a partir de qualquer estado inicial (inclusive dentro de PSRs) para maximizar sua probabilidade de sobrevivência."

A metodologia de planejamento delineada por Lamarre e seus colegas é chamada de política de recuperação, pois é essencialmente uma estratégia de fallback que permite que um rover maximize a chance de alcançar a "segurança" (ou seja, regiões onde a luz solar irá alcançá-lo, recarregando seu bateria). No seu artigo, os investigadores mostraram que o cálculo desta política de recuperação pode ser um desafio neste contexto, uma vez que requer várias aproximações que, se forem muito incorretas, podem afetar a fiabilidade das previsões globais.

“Por exemplo, o tempo é uma dimensão contínua do nosso espaço de estado que precisa ser discretizada”, disse Lamarre.

"Precisamos ter certeza de que esta aproximação/discretização não distorce perigosamente as previsões sobre a probabilidade de falha. No pólo sul lunar, a iluminação solar é altamente dinâmica; montanhas e crateras próximas podem lançar grandes sombras na superfície. Se o rover está um pouco atrasado em comparação com o que a política (aproximada) assume, pode perder um período crítico de carregamento solar. O mesmo é verdade se estiver um pouco adiantado em comparação com o que a política assume."