Espaço
Avanços Lunares – Robótica e IA para Exploração Autônoma
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Robótica impulsionada por IA para exploração espacial autônoma
Um dia, a exploração espacial pode usar astronautas vivendo permanentemente no local, como previsto pelas missões Artemis para a Lua, ou por Elon Musk para Marte. Ainda assim, mesmo com presença humana, grande parte do trabalho no espaço será feita por robôs, se nada mais, porque eles são muito mais fáceis de substituir que astronautas humanos e muito menos vulneráveis ao ar tóxico ou vácuo, radiação, temperaturas extremas, etc.
Idealmente, a maioria dos rovers e robôs deveria ser capaz de se autogerir em tarefas simples, com humanos na Terra ou no local envolvidos apenas para ajudá-los a resolver problemas específicos ou determinar suas missões diárias.
À medida que a IA avança rapidamente, incluindo IA física, um conceito agora defendido pelo líder em IA NVIDIA (NVDA ), essa visão de ficção científica pode já ser uma realidade.
Os cientistas estão dando os primeiros passos nessa direção, tanto em projetos de pesquisa na Terra quanto com rovers existentes em Marte, com duas notícias relacionadas a este tópico nos últimos dias.
A primeira foi que A NASA implantou assistência de IA para guiar o rover marciano Perseverance.
A segunda é que pesquisadores da Universidade de Málaga (Espanha), do Centro Alemão de Pesquisa em Inteligência Artificial (DFKI), da Sorbonne Université (França), bem como das empresas privadas GMV Aerospace and Defence S.A, Magellium e Space Applications Services estão implantando robôs em tubos de lava da Terra que se assemelham a estruturas semelhantes na Lua e em Marte1.
Navegação autônoma assistida por IA do rover Perseverance
Primeiro rover planejado por IA da NASA dirige em Marte
O rover Perseverance da NASA em Marte alcançou um novo marco científico ao completar as primeiras viagens em outro mundo que foram planejadas por inteligência artificial. Anunciado recentemente, a manobra foi realizada em 8de e 10de de 2025.
A demonstração usou IA generativa para criar pontos de referência para o Perseverance, uma tarefa complexa de tomada de decisão tipicamente realizada manualmente pelos planejadores humanos do rover da missão.
Fonte: NASA
Isso pode provar ser um divisor de águas para a exploração marciana. A distância extrema entre a Terra e Marte (140 milhões de milhas / 225 milhões de quilômetros) significa que o atraso da luz causa um atraso de sinal, o que implica que cada instrução leva de 3 a 22 minutos (dependendo das posições orbitais) para chegar a Marte a partir da Terra, e o retorno leva o mesmo tempo novamente.
Como os cientistas da NASA são muito cautelosos para evitar que o projeto de vários bilhões de dólares fique preso na poeira ou danificado por uma rocha, isso torna qualquer movimento uma caminhada tediosa.
“As rotas dos rovers foram planejadas e executadas por operadores humanos, que analisam o terreno e os dados de status para esboçar uma rota usando pontos de referência, que geralmente são espaçados em no máximo 330 pés (100 metros) para evitar quaisquer perigos potenciais.
Em seguida, enviam os planos via Deep Space Network da NASA para o rover, que os executa.”
Em vez disso, o Perseverance fez algo novo em seus 1.707 e 1.709 dias na superfície marciana, permitindo que o rover decidisse para onde ir usando IA.
Como funcionou
Usou IA generativa para analisar as imagens orbitais de alta resolução da a câmera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA e os dados de inclinação do terreno provenientes de modelos digitais de elevação.
Combinado com dados de explorações anteriores, isso permitiu que a IA identificasse características do terreno como rocha de base, afloramentos, campos de blocos perigosos, ondulações de areia, etc.
“Os elementos fundamentais da IA generativa estão mostrando grande promessa em simplificar os pilares da navegação autônoma para condução fora do planeta: percepção (ver as rochas e ondulações), localização (saber onde estamos) e planejamento e controle (decidir e executar o caminho mais seguro).”
Vandi Verma – Uma robótica espacial no JPL e membro da equipe de engenharia do Perseverance.
O modelo de IA usado foi Claude, fornecido pela Anthropic, que recentemente ganhou manchetes por potencialmente disruptando toda a indústria de SaaS e software, causando uma mini crise no mercado de ações neste setor.
Esta viagem guiada por IA ajudou o Perseverance a capturar imagens em sua condução autônoma de duas horas e 30 minutos ao longo da borda da Cratera Jezero.
A IA também pode ser útil no processamento dos dados gerados por sondas espaciais e na redução da carga de trabalho dos operadores de robôs.
Sem dúvida, isso será ainda mais útil quando astronautas reais estiverem próximos ao robô, pois até lá, a IA pode estar mais capaz.
“Estamos caminhando para um dia em que IA generativa e outras ferramentas inteligentes ajudarão nossos rovers de superfície a realizar percursos de escala de quilômetros enquanto minimizam a carga de trabalho dos operadores, e sinalizarão características de superfície interessantes para nossa equipe científica ao vasculhar enormes volumes de imagens dos rovers.”
Vandi Verma – Uma robótica espacial no JPL e membro da equipe de engenharia do Perseverance.
Além disso, uma presença humana e suporte logístico permitirão que os operadores da NASA assumam mais riscos, já que um robô preso na poeira poderia ser libertado manualmente, ao invés de causar uma perda catastrófica de vários bilhões de dólares e congelar anos de pesquisa.
“Esta demonstração mostra o quão avançadas nossas capacidades se tornaram e amplia como exploraremos outros mundos.
“Tecnologias autônomas como esta podem ajudar missões a operar de forma mais eficiente, responder a terrenos desafiadores e aumentar o retorno científico à medida que a distância da Terra aumenta.”
Jared Isaacman – Administrador da NASA
Testando IA nos tubos de lava da Terra
Por que tubos de lava
Embora a implantação de IA em Marte seja uma primeira inovadora, os pesquisadores da NASA são compreensivelmente cautelosos ao arriscar um ativo único como o Perseverance em um experimento de IA. Por exemplo, por mais eficiente que seja a IA, ela nunca arriscaria implantar o robô além do que poderia ser corrigido por um teleoperador humano caso algo dê errado.
É por isso que experimentar com terrenos análogos ao que se encontra no espaço, mas com recursos da Terra disponíveis nas proximidades, também é importante.
O terreno mais importante possível na Lua e em Marte são os tubos de lava, que formam cavernas naturais que poderiam servir como abrigos naturais para os primeiros astronautas, protegendo‑os da radiação cósmica. E graças à gravidade mais baixa desses corpos celestes, os tubos de lava lá tendem a ser maiores do que jamais poderiam ser na Terra.
Os tubos de lava podem naturalmente ter pontos que desabaram, criando buracos no solo que fornecem acesso direto para exploração.
No entanto, nenhum tubo de lava fora da Terra foi explorado, em grande parte devido ao fato de que o controle direto é prejudicado pela rocha que bloqueia qualquer sinal de rádio.
Testando robôs
A equipe de pesquisa europeia usou três robôs diferentes trabalhando em conjunto para explorar esses ambientes subterrâneos extremos de forma autônoma.
Fonte: ResearchGate
Eles implantaram seu teste nas cavernas vulcânicas/tubos de lava de Lanzarote (Ilhas Canárias).
O sistema funciona em 4 fases:
- Os robôs mapeiam cooperativamente a área ao redor da entrada do túnel de lava (fase 1).
- Então o cubo de carga útil sensorizado é lançado na caverna para coletar medições iniciais, dando aos robôs uma ideia do que esperar (fase 2).
- Em seguida, um rover de reconhecimento desce pela entrada para alcançar o interior (fase 3).
- Por fim, a equipe robótica explora o túnel em profundidade e produz mapas 3D detalhados de seu interior (fase 4).
Dos testes análogos na Terra para missões lunares e marcianas
Nos últimos anos, o Laboratório de Robótica Espacial da UMA tem trabalhado de perto com a Agência Espacial Europeia, desenvolvendo algoritmos que ajudam veículos de exploração planetária (rovers) a planejar rotas e operar de forma mais independente.
Combinado com o teste de movimento impulsionado por IA do Perseverance, este experimento pode formar a base de uma nova missão espacial, visando explorar um tubo de lava por seu potencial de formar habitats futuros para esforços de colonização precoce na Lua e em Marte.
Isso também pode ter implicações importantes na busca por vida extraterrestre.
Investindo em robótica espacial
Intuitive Machines
Enviar sondas para objetos interestelares exigirá forte expertise na construção de grandes sondas espaciais e em fazê‑las chegar ao local correto intactas. Por enquanto, isso tem sido principalmente domínio de instituições públicas como a NASA, a ESA e universidades associadas.
Isso está mudando à medida que nos aproximamos do ponto em que empresas privadas podem começar a enviar missões automatizadas ou tripuladas para minerar asteroides, especialmente objetos próximos à Terra.
Esse tipo de projeto provavelmente será o próximo passo ou será realizado em paralelo ao retorno de missões tripuladas à Lua, planejado para os próximos anos.
Fundada em 2013 em Houston, Texas, a Intuitive Machines (LUNR ) é, por enquanto, uma empresa muito “focada na Lua”, como indicado por seu ticker LUNR, e já foi selecionada para 4 missões lunares da NASA, empregando mais de 400 pessoas.
Fonte: Intuitive Machines
Foi a primeira empresa comercial a pousar com sucesso e transmitir dados científicos da Lua. Também realizou o primeiro disparo do motor LOx/LCH4 (oxigênio líquido, metano líquido) no espaço.
A empresa está trabalhando em muitos projetos que formarão a base de uma infraestrutura lunar para exploração e colonização.
A primeira é o “serviço de transmissão de dados”, com a tecnologia sendo testada, e finalmente visando terminar com uma constelação lunar de transmissão de dados ao redor da órbita da Lua.
Fonte: Intuitive Machines
A segunda parte é a “Infraestrutura como Serviço”. Deve incluir um LTV capaz de operações autônomas, o serviço de telecomunicações e serviços de localização GPS.
Fonte: Intuitive Machines
O último segmento é a entrega de material à superfície lunar. Até agora, a empresa entregou cargas úteis científicas com o lander Nova-C, um lander de 4,3 metros de altura (14 pés) capaz de entregar 130 kg de carga à Lua.
O próximo passo será com o lander Nova-D, capaz de entregar 1.500‑2.500 kg de material à Lua. Essa capacidade e tamanho de carga útil será a necessária para a entrega do Lunar Terrain Vehicle (LTV), bem como do reator nuclear de energia de superfície de fissão de 40 kW esperado para alimentar a base lunar.
Fonte: Intuitive Machines
A empresa conquistou muitos contratos valiosos com a NASA, por exemplo, o contrato Near Space Network, com valor potencial máximo de US$ 4,82 bi.
A decisão final da NASA sobre o contrato LTV entre os 3 fornecedores potenciais está prevista para o final de 2025, e também teria valor de até US$ 4,6 bi.
Além da NASA, a empresa está tentando diversificar sua base de clientes, tendo sido selecionada em abril de 2025 para uma subvenção de até US$ 10 mi pela Texas Space Commission. Isso apoiará o desenvolvimento de um veículo de reentrada terrestre e de um laboratório de fabricação orbital projetado para permitir a biomanufatura em microgravidade.
Esse veículo de reentrada também fornecerá uma opção de backup e reduzirá riscos para as futuras missões de retorno de amostras lunares da empresa.
Outro projeto é o desenvolvimento de satélites stealth nucleares de baixa potência para um contrato do laboratório de pesquisa da Força Aérea JETSON.
À medida que a empresa atinge um ponto de fluxo de caixa livre positivo no primeiro trimestre de 2025, e com o contrato de telecomunicações lunares, está se tornando muito mais segura para os investidores, passando de uma startup que queima caixa para um fornecedor de serviços estabelecido na crescente economia espacial.
E isso poderia formar o bloco de construção para futuras explorações de espaço profundo e utilização de recursos espaciais, especialmente à medida que se torna um parceiro confiável da NASA ao lado da SpaceX (em breve abrirá capital após sua fusão com a xAI) ou Rocket Lab (RKLB -6.47%).
(You can ler mais sobre a Intuitive Machines em nosso relatório de investimento dedicado à empresa.)
- Robótica espacial autônoma reduz risco de missão, custos de latência e sobrecarga de operadores.
- Empresas que constroem navegação, comunicações e infraestrutura de superfície ganham vantagem estratégica durável.
- Parcerias da NASA favorecem cada vez mais provedores de infraestrutura lunar escaláveis e baseados em serviços.
Referências:
1. Raúl Domínguez et al., Cooperative robotic exploration of a planetary skylight surface and lava cave. Science Robotics (2025). DOI:10.1126/scirobotics.adj9699 em português.
