Tudo começou nas férias de inverno. Terminou com uma missão lunar condenada.

Um grupo de estudantes da Universidade Carnegie Mellon, em Pittsburgh, viajou para a Flórida no mês passado durante as férias de inverno.

Os estudantes, muitos deles estudando para serem engenheiros e cientistas, foram até lá para assistir ao lançamento de um foguete que enviaria um pequeno veículo robótico de 2,5 quilos que eles ajudaram a construir em sua jornada até a Lua. Depois, esperavam ter tempo para tomar sol e se divertir, alugando uma casa grande a apenas três quarteirões da praia.

A viagem deles não saiu como planejado.

“Nunca vimos a praia”, disse Nikolai Stefanov, aluno do último ano de física e ciência da computação.

O veículo espacial, chamado Iris, dirigiu-se à Lua dentro do cronograma, em um vôo inaugural perfeito do Vulcan, um foguete totalmente novo. Mas a nave espacial que transportava o veículo espacial avariou logo após o lançamento, e os estudantes transformaram a sua casa alugada num controlo de missão improvisado enquanto improvisavam como tirar o máximo partido da viagem condenada do veículo espacial.

“Tínhamos uma missão”, disse Connor Colombo, engenheiro-chefe do Iris. “Não foi a missão que pensávamos. E, na verdade, talvez isso tenha tornado tudo mais interessante, porque tivemos que pensar muito e estou muito grato por ter conseguido isso.”

O foguete Vulcan, construído pela United Launch Alliance, decolou em 8 de janeiro. A bordo deste foguete estava o Peregrine, um módulo lunar comercial construído pela Astrobotic Technology de Pittsburgh. Foi a primeira espaçonave americana lançada em mais de 50 anos com o objetivo de pousar suavemente na superfície da Lua.

E a bordo do Peregrine estava o Iris, mais ou menos do tamanho de uma caixa de sapatos, projetado e construído pelos alunos da Carnegie Mellon. Foi uma das cargas desta missão robótica; O principal cliente da Astrobotic era a NASA, que enviava vários experimentos como parte dos preparativos para o envio de astronautas de volta à Lua nos próximos anos.

Para os estudantes, a viagem à Flórida deveria ser uma pausa divertida durante as férias de inverno para comemorar que Iris, depois de anos de esforço e espera, estava finalmente indo para o espaço.

“Preenchemos nosso itinerário de viagem com outras coisas divertidas”, disse Carmyn Talento, uma veterana que serviu como líder da equipe de representação da missão Iris.

Iris começou em 2018 como aluno de graduação de Red Whittaker, professor de robótica na Carnegie Mellon. Ele deu aos alunos uma tarefa: colocar um pequeno veículo espacial na lua.

Whittaker foi um dos fundadores da Astrobotic uma década antes como concorrente do Google Lunar X Prize, que ofereceu US$ 20 milhões para o primeiro empreendimento com financiamento privado a colocar uma espaçonave na Lua. Nenhum dos competidores chegou à plataforma de lançamento antes do final da competição em 2018.

A Astrobotic é agora uma das várias empresas que acreditam que haverá lucros na prestação de um serviço de entrega à Lua. (Outra dessas empresas, a Intuitive Machines of Houston, pretende lançar sua espaçonave à Lua na próxima semana.) O Dr. Whittaker percebeu que esses empreendimentos comerciais ofereciam a possibilidade de missões lunares baratas como a que ele pediu a seus alunos que criassem. .

Embora o Dr. Whittaker não esteja mais diretamente envolvido com a Astrobotic, ele conversou com funcionários da empresa sobre o tamanho, peso e restrições do que poderia caber no Peregrine. Isso fez do veículo espacial um problema de engenharia da vida real para sua classe.

“Na verdade, eu sabia a altura acima do solo para o acessório e, portanto, para a liberação, e até que ponto ele teria que flutuar até o solo”, disse o Dr. Whittaker. “E assim seria possível calcular a energia do impacto e a dinâmica que estaria relacionada ao pouso em uma posição estável ou ao tombamento caso atingisse a rocha errada.”

Sucessivas turmas de alunos conceberam e revisaram o projeto, depois construíram e testaram o veículo espacial. Outros alunos também aderiram, treinando para trabalhar no controle de missões ou assumindo outras tarefas.

Após uma sucessão de atrasos, o foguete Vulcan finalmente chegou à plataforma de lançamento em janeiro.

Alguns dos alunos da Carnegie Mellon voaram para a Flórida. Outros viajaram de van, dirigindo quase 1.600 quilômetros ao sul de Pittsburgh. Alguns ex-alunos que trabalharam no veículo espacial e se formaram também fizeram a peregrinação. (Sr. Colombo, o engenheiro-chefe, formou-se em 2021 e agora trabalha na Astrobotic.)

Eles deveriam ficar na casa de férias por quatro dias, caso o lançamento fosse atrasado por mau tempo ou problemas técnicos.

A parte difícil e cheia de pressão de sua missão – ligar o veículo espacial, colocá-lo na superfície e conduzi-lo antes que a energia da bateria se esgotasse em dois ou três dias – ainda deveria estar no futuro, depois que Peregrine pousou em fevereiro. 23 no lado mais próximo da Lua, num local conhecido como Sinus Viscositatis, ou Baía da Aderência.

A essa altura, as férias de inverno terminariam e eles estariam de volta à Carnegie Mellon, conciliando as aulas de primavera com períodos em uma instalação de controle de missão que a universidade construiu para esta e futuras missões espaciais.

O foguete Vulcan decolou sem incidentes. Menos de uma hora depois, Peregrine separou-se do estágio superior do foguete, a caminho da lua.

Mas logo depois, a Astrobotic anunciou no X que “ocorreu uma anomalia”. No final do dia, a empresa disse: “Estamos atualmente avaliando quais perfis de missão alternativos podem ser viáveis ​​neste momento”.

Os engenheiros da Astrobotic acreditam que uma válvula defeituosa não conseguiu fechar totalmente, levando à ruptura de um dos tanques da espaçonave. Com o vazamento do propulsor para o espaço, a possibilidade de Peregrine pousar na Lua desapareceu.

“Então a questão passou a ser: ‘OK, o que podemos fazer agora?’” disse Stefanov, que liderava o controlo da missão do rover. “Não estávamos nem um pouco preocupados. Acho que de certa forma estávamos entusiasmados.”

Na casa alugada, “Nós nos separamos, meio que seccionamos partes da casa para designar certas coisas”, Mx. disse Talento. “Tínhamos uma mesa na sala que era uma espécie de nosso principal local de operações onde tínhamos vários laptops, e mudamos uma TV de outro cômodo para ser outro monitor. Essa era uma espécie de sala de controle da missão principal.”

Até 30 pessoas estavam na casa, Mx. disse Talento.

Por razões de segurança, as pessoas na Flórida não podiam acessar diretamente os sistemas da espaçonave pela Internet. Em vez disso, uma tripulação reduzida da Carnegie Mellon serviu como intermediária, transmitindo mensagens entre os gerentes da espaçonave Peregrine na sede da Astrobotic em Pittsburgh e na casa de praia.

“De alguma forma funcionou”, disse Colombo.

Após vários dias de missão, a Astrobotic começou a fornecer energia para cargas úteis como o Iris. Raewyn Duvall, estudante de graduação em engenharia elétrica e de computação que atuou como gerente de programa do Iris, lembra-se de ter assistido ao monitor de vídeo quando a telemetria começou a chegar do veículo espacial. “Eles não nos disseram que estavam nos excitando naquele momento, então foi um batimento cardíaco inesperado”, disse Duvall.

A equipe da Iris então começou a ativar sistemas no rover, como o computador e as comunicações bidirecionais, que originalmente não estavam planejados para serem ativados antes da chegada à Lua.

Quando o aluguel da casa de praia terminou, os alunos voltaram para Pittsburgh para o restante da missão. E então, em 18 de janeiro, tudo acabou.

A trajetória do Peregrine foi projetada para girar ao redor da Terra uma vez antes de voltar ao encontro com a lua. Mas o vazamento do propulsor empurrou a espaçonave para uma rota de colisão com a Terra. Devido às condições danificadas do sistema de propulsão, a NASA convenceu a Astrobotic de que a melhor abordagem seria simplesmente deixar o Peregrine reentrar na atmosfera e queimar.

Não haverá outro Iris, mas haverá outras missões lunares construídas com contribuições de estudantes da Carnegie Mellon. Um deles é o MoonRanger, um veículo espacial um pouco maior, do tamanho de uma mala e pesando três quilos. Ele procurará sinais de água perto do pólo sul da Lua.

E nesta primavera haverá outro curso de robótica espacial na Carnegie Mellon. “Portanto, sabemos que há uma classe de pessoas trabalhando nos próximos”, disse Duvall.