Missão do Rover Marte da NASA: Principais Insights de Manufatura Inteligente

A NASA pousou outro rover em Marte em fevereiro, graças em parte ao trabalho e liderança de Adam Steltzner. A Smart Manufacturing da SME o entrevistou logo depois — justamente quando ele saía do telefone com o Presidente dos EUA Joe Biden.

Adam, quais foram as coisas mais interessantes que você aprendeu preparando a missão Perseverance?

Primeiro, que você pode fazer uma quantidade enorme do seu home office. Segundo, que há muitas coisas erradas com seu home office e o que você pode fazer. Terceiro, que uma equipe dedicada de indivíduos pode realmente se fechar e empurrar algo até a linha de chegada. Eu estava preocupado quando a pandemia atingiu que não conseguiríamos chegar ao lançamento, e chegamos. Desde o pouso, aprendemos que nosso planejamento estava certo no alvo. Recebemos um monte de vídeo de volta do processo de pouso. E fomos capazes de ver coisas que nunca vimos antes — e parecia muito similar a como imaginávamos que seria. Isso também foi muito gratificante.

A missão teria sucesso sem manufatura inteligente?

Absolutamente não. Há todo tipo de lugares onde precisamos elevar nosso jogo de manufatura. Mais notavelmente, lugares onde fazemos trabalho aditivo, alguns de nossos esforços de eletrônica. No helicóptero Ingenuity, estamos utilizando peças de tecnologia de celular comercialmente disponível, e essas são manufaturadas inteligentemente para eficiência e vazão. Manufatura inteligente é muito importante. É parte de ser "inteligente".

Por favor, nos conte mais sobre o papel que a manufatura aditiva desempenhou.

Temos várias peças na espaçonave que simplesmente não faziam bom sentido. Seus designs são impulsionados por forma, por geometria. Um ótimo exemplo seriam alguns dos alvos de calibração que estamos usando para nossas câmeras. Gostaríamos de tê-los feitos de titânio, mas não precisamos que sejam ocados de uma única forja monolítica, porque não precisamos das propriedades mecânicas. Então, uma abordagem aditiva é uma ótima solução.

Ainda estamos fazendo a mudança para técnicas aditivas. O que construímos tende a ter alta demanda em resistência-peso, e alta demanda em resistência-peso confiável e verificável. Então, estamos ansiosos por aplicações para aditivo nesses domínios à medida que aprendemos como ser mais certos de nossas propriedades mecânicas dos elementos aditivos.

Porque resistência-peso verificável é uma das coisas mais importantes que você tem que olhar?

Sim. E há momentos em que você não pode usinar subtrativamente uma coisa e obter todo o material que você poderia dela. E você pode fazer uma abordagem aditiva e terminar com algo que tem a quantidade certa de material nos lugares certos. Esse é um grande bônus para nós.

Quanta diferença alguns quilos extras fazem em uma missão como esta?

Existem diferentes maneiras de pensar sobre o que massa nos custa. Em algum nível, você poderia dizer isto: Gastamos aproximadamente $200 milhões em nosso veículo de lançamento. E isso colocou um pouco mais de 1.000 — 1.025 kg de rover na superfície de Marte. Isso é bastante dólares por quilo. Então, cada quilo conta.

Isso nem faz justiça porque só somos capazes de entregar uma certa quantidade de material, uma certa quantidade de massa, à superfície de Marte. Então, se tivéssemos 100 quilos a mais, não teríamos conseguido fazer o trabalho. Então, massa é primordial. A equação do foguete é um mestre severo. Exige que a carga útil — a coisa no topo do foguete, que é o que construímos — seja a menor, mais leve possível.

Entendemos que a placa de circuito que trabalha com as câmeras era importante. E ouvimos sobre a Tempo Automation simulando a placa antes da produção. Por que estas foram boas ideias?

Precisamos entender que o que vamos construir e montar vai fazer o trabalho. Manufaturamos de uma gama de maneiras, incluindo, infelizmente, algumas soldas de ferro e fio branco muito old-school. Mas temos que entender que nossos designs são viáveis e atenderão aos requisitos. Tudo que fazemos — de caneta e papel a técnicas modernas de manufatura inteligente, incluindo simulação dos circuitos — é essencial para nós sabermos que quando colocarmos isso junto, vai fazer o trabalho.

Quais outros avanços de manufatura inteligente emergiram da Perseverance?

Usamos muitas submontagens provenientes de fornecedores — no helicóptero Ingenuity, nos sistemas de câmera para entradas e pousos, e até dentro de alguns de nossos instrumentos. E todas aquelas usam uma variedade de técnicas de manufatura inteligente para atender nossos custos e cronograma.

Também estamos cada vez mais procurando oportunidades para explorar eletrônicos de consumo terrestres de maneiras novas. Como multi-votação, para evitar problemas com intolerância à radiação, upsets de evento único temporários.

Então, estamos nos apoiando cada vez mais em materiais manufaturados para aplicações terrestres — e aquelas correntes de manufatura usam pesadamente técnicas de manufatura inteligente porque a aplicação terrestre é tão competitiva.

Amamos aqueles materiais porque entendemos a confiabilidade muito bem.

Estamos usando o chip Snapdragon da Qualcomm do celular. Isso esteve fora em um par de milhões de celulares. É muito difícil comprar aquele tipo de programa de teste através de tempo ou unidades, quando você está construindo coisas custom. No futuro, acho que você verá que estamos alcançando outras correntes de manufatura — correntes de manufatura que elas mesmas são usuárias chave de técnicas de manufatura inteligente.

Então, as lições fluirão nos dois sentidos?

Acho que sim. Quero dizer, certamente em um sentido de aplicação, pessoas veem maneiras novas de aplicar manufatura inteligente em algo tão belo e magnífico quanto nosso grande rover gordo.

O que mais sobre a missão você gostaria de adicionar, Adam?

Estamos continuando a encontrar novas aplicações para técnicas de manufatura inteligente no desenvolvimento de nossas espaçonaves. Acho que, com cada missão sucessiva, veremos mais inclusão de técnicas de manufatura inteligente, mais notavelmente na construção mecânica e para manufatura aditiva. Então, estamos animados e ansiosos para nosso futuro.