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A primeira missão da Atomos Space em órbita é uma prova de fogo


Poucas missões incorporam de forma mais nítida a máxima “o espaço é difícil” do que a primeira missão de demonstração da Atomos Space, que a empresa conseguiu retirar da beira do desastre – mais de uma vez.

Essa missão de demonstração, batizada de Missão-1, foi lançada em órbita em um foguete SpaceX Falcon 9 em 4 de março. Os objetivos da missão são ambiciosos ao extremo: As duas naves espaciais – um veículo de transferência orbital chamado Quark-LITE e um veículo alvo chamado Gluon – irão eventualmente demonstrar manobras extremamente complexas, incluindo encontro, atracação, transferência orbital e reabastecimento em órbita.

A empresa enfrentou dois problemas principais relacionados às comunicações e à taxa de rotação da espaçonave – e resolveu (em grande parte) ambos os problemas, apesar das enormes restrições, pacotes de dados pouco frequentes e largura de banda extremamente limitada. (Tão limitado, na verdade, que a equipe teve que limitar as atualizações do software de voo a uma sequência de texto de apenas 145 caracteres.)

“Tem sido implacável”, disse Vanessa Clark, CEO e cofundadora da Atomos, ao TechCrunch.

O COO e cofundador da empresa, William Kowalski, concordou. “O que torna tudo tão difícil, mesmo na nossa situação, é que estamos tentando extrapolar o status de um sistema muito complicado a partir de talvez 100 bytes de dados”, disse ele. “É muito, você está fazendo suposições sobre o que está causando isso, sabendo que algumas dessas suposições podem levá-lo por um caminho onde você nunca se recuperará.”

Os problemas começaram poucas horas depois que as duas espaçonaves, que estão acasaladas, foram implantadas no estágio superior do Falcon 9. A implantação foi nominal e o Atomos recebeu seu primeiro ping da espaçonave sete minutos após a implantação. O clima era de comemoração.

Mas então se passaram 40 minutos até que a empresa recebesse o próximo ping. Depois, oito horas.

Atomos esperava pacotes de dados a cada dois minutos.

“O pior [day] foi na segunda-feira em que lançamos, naquela noite”, disse Kowalski. “Eram 11 horas da noite, éramos eu e o engenheiro-chefe… e não ouvimos nada, e só estávamos pensando, falhamos? Eles morreram? Tentamos e simplesmente não funcionou. Isso foi realmente um soco no estômago.

Os controladores da missão só identificaram a causa raiz 24 a 48 horas após a implantação, e o fizeram com a ajuda de outra empresa com ativos em órbita. Depois de mexer alguns pauzinhos, eles conseguiram falar ao telefone com o engenheiro-chefe de sistemas da empresa de comunicações por satélite Iridium. A espaçonave usava modems de terceiros que aproveitavam a rede de links inter-satélites da Iridium, além de usar a constelação da Iridium como seus satélites retransmissores. A espaçonave Atomos estava se movendo muito rápido e em oposição direta, de modo que não conseguia realizar o “aperto de mão” de dados com os satélites Iridium para realmente transmitir informações de volta à Terra.

Os engenheiros da Atomos acabaram lançando uma série de atualizações de software que reduziram o ciclo de trabalho e garantiram que os rádios estivessem sempre ligados, mesmo que a espaçonave estivesse em um estado de baixo consumo de energia.

No entanto, enquanto os engenheiros tentavam resolver o problema de comunicações, enfrentaram um problema diferente: a nave espacial estava a cair a uma velocidade extremamente rápida de 55 graus por segundo (elas foram concebidas para lidar com uma taxa de rotação de até 5 graus por segundo). Além disso, a espaçonave girava lentamente de modo que os painéis solares não estavam mais voltados para o sol. Isso significava que era uma corrida contra o tempo – e contra a morte completa das baterias da espaçonave.

“Tínhamos dois gráficos”, disse Kowalski. “Fizemos um gráfico de nossa tendência de energia quando pensamos que seríamos apontados para longe do sol e seríamos [at] potência zero e nossa taxa de queda. Era fazer com que a taxa de queda fosse zero antes que a energia chegasse a zero.”

O problema foi agravado pelas comunicações limitadas; as equipes não foram capazes de confirmar definitivamente que algo estava errado até o quarto dia após a implantação, e a espaçonave só conseguiu digerir novos comandos entre longos períodos do que eram essencialmente apagões de comunicações.

Lentamente, ao longo de alguns dias, eles conseguiram desacelerar a espaçonave. A equipe obteve outra grande vitória quando conseguiu estabelecer comunicações de alta largura de banda, um link espaço-espaço no Quark-LITE que se comunica pela rede Inmarsat. A empresa fez a primeira tentativa de obter comunicações de alta largura de banda na quinta-feira e manteve a comunicação com a espaçonave por seis minutos.

Durante esse período, os controladores da missão receberam 17 vezes mais dados do que desde o lançamento. Isto forneceu aos controladores da missão imensas quantidades de dados sobre a saúde da nave espacial. Nem todas as notícias foram positivas – uma das baterias do OTV foi duramente atingida pelo ciclismo agressivo e parece que o GPS precisa ser reiniciado a bordo de uma das espaçonaves – mas essas são soluções fáceis, disse Clark.

Até terça ou quarta-feira, a empresa pretende iniciar o comissionamento do sistema de propulsão. Se tudo correr conforme o planejado e os engenheiros puderem estabelecer que o sistema de hélice está fornecendo precisão e controle de pontaria, eles testarão as operações com as hastes de torque e as rodas de reação desligadas. A empresa pretende separar a espaçonave dentro de cerca de um mês, com o objetivo de completar todos os objetivos da missão até o final de junho.

Kowalski e Clark atribuem parte do sucesso da startup ao fato de ela ser altamente integrada verticalmente. A equipe – que trabalhou 100 horas semanais na primeira semana após a implantação – conseguiu trazer seu conhecimento íntimo do design da espaçonave para resolver os problemas que surgiram.

“Obviamente foi muito doloroso, mas é como diz o CEO da Nvidia: 'Desejo a você muito sofrimento.' Já passamos por isso e não foi ótimo no momento, mas agora que passamos pelo meio disso, estamos definitivamente mais realizados”, disse Clark.

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