Olá, Lua. Até já, Lua
Precisamente cinquenta anos depois da última alunagem feita pelos astronautas da Apollo XVII, a NASA volta a colocar em marcha um novo programa espacial para colocar humanos na superfície lunar.
De nome Artemis, o novo programa da NASA foi buscar a experiência dos programas espaciais anteriores, quer no campo da construção e utilização de veículos espaciais, quer nos voos espaciais humanos a bordo da Estação Espacial internacional.
Para este programa espacial - Artemis I, II e III – a agência espacial norte-americana desenhou e construiu um novo e poderoso lançador/foguete (Space Launch System) para voltar a colocar na rota lunar um novo veículo de transporte humano (Orion), até à Lua.
Desenvolvida dentro do programa Constellation da NASA (2005-2010), a Orion estava prevista para ser lançada em 2016, mas, devido a contratempos contratuais e financeiros, o programa teve de ser redefinido, reprogramado e adaptado à missão Artemis 1, ainda com instrumentos de avaliação a bordo.
Este domingo é, para todos os envolvidos neste programa da NASA, um dia especial, olhado com extrema atenção, num culminar de uma missão que faz já toda a diferença para um regresso humano ao satélite natural da Terra.
Assita ao vivo e em direto, através da NASA TV, à chegada da Capsula espacial Orion. A amaragem está prevista para as 17h40 ao largo da costa de San Diego, no Pacifico e conta com a cobertura em direto da NASA no seu canal oficial. Acompanhe aqui a emissão direto.
Pode parecer curioso à maioria dos leitores que, apesar da evolução na área da tecnologia espacial, a NASA tenha voltado a apostar na construção da Orion em formato de cápsula.
Embora se tenha provado existirem outras formas de transportar astronautas para o espaço, quer nas missões da Space-Shuttle e mais recentemente em cápsulas argonomicamente modernas(Dragon–SpaceX), a NASA volta a eleger o formato concebido nas missões Apollo utilizadas nas viagens à Lua, há 50 anos.
Um recuperar do formato pela eficácia, agora modernizada, contornando custos elevados que outro tipo de modelo poderia acarretar, como explica o professor do Instituto Superior Técnico Paulo Gil, docente na área de Científica de Mecânica Aplicada e Lançadores Espaciais.
“A aparência é o que é e cumpre a função bem. A enorme diferença além dos novos materiais é o tamanho”.
Mas apenas a forma e o regresso são iguais aos antecessores. O módulo de transporte e cápsula espacial Orion são diferentes e foram criados, explica a NASA, com base em mais de 50 anos de pesquisa e desenvolvimento de voos espaciais, no sentido de atender e satisfazer necessidades em constante evolução do programa de exploração do espaço. E, se a Lua é um destino a curto prazo, os próximos modelos da Orion estão a ser feitos também a pensar nas futuras viagens a Marte. A reentrada deste domingo é essencial para a construção dos modelos seguintes.
Um modelo para já vencedor e que o professor Paulo Gil diz ser ainda o mais eficaz: “Melhor do que isto só se tivéssemos qualquer coisa com asas”, mas os custos, esses, seriam muito elevados.
Orion. Um regresso “em brasa”É chegado o dia do regresso da cápsula não tripulada Orion, 25 dias depois de ter saído de Cabo Canaveral, Houston, em direção à Lua. Uma viagem em que a nave espacial da NASA se portou melhor do que os engenheiros esperavam, mas é na reentrada terrestre que se fará o teste derradeiro de uma missão bandeira para a Agência Espacial Norte-Americana. E não é uma tarefa fácil.
Na conversa com a RTP, o professor Paulo Gil diz que, depois do lançamento para o espaço - referindo-se ao foguetão SLS como uma “bomba voadora” devido à sua potência -, o retorno de um objeto em trajctória balística para a Terra, ainda que controlada, tem um elevado potencial de risco associado.
A Orion “chega a 10,9 quilómetros por segundo e isso é uma velocidade imensa. Aliás seria completamente impossível travar estas sondas com foguetes. Tínhamos de levar um foguete do tamanho da SLS para travar. Não dá e não conseguiríamos (…). Portanto ter atmosfera é otimo para estas coisas. Qual é o problema, é que vamos travar e passar de 11 quilómetros por segundo - cerca de 40 mil Kms/h – para 30 metros por segundo, ou seja, zero na prática, durante um tempo limitado. E o que vai acontecer é que toda essa energia cinética vai ser dissipada na atmosfera”.
Uma dissipação que será feita por compressão e que obrigará a cápsula a travar, mas com elevados riscos associados.
Mas a compressão sobre a atmosfera não vai ser o suficiente, refere Paulo Gil. “Neste caso ainda vai ser mais interessante. Há uma manobra que se chama skip reentry, que é a entrada em derrapagem (…) uma entrada com ressalto e é a primeira vez que isto vai ser tentado”.
Será precisamente aqui em que os engenheiros da NASA estão agora concentrados, pois esta manobra nunca foi testada e só existe ainda no campo teórico.
Para que a missão Artemis I seja concluída com sucesso, a cápsula Orion tem ainda de realizar este domingo uma última e importante manobra: a reentrada e consecutiva amaragem. E a NASA não quer ver manchada uma missão que até agora tem corrido melhor do que esperavam.
Orion e os 40 minutos finais de suspense
De volta a casa, o módulo de serviço da NASA que levou até à lua e alimentou a cápsula Orion, construída pela Agência Espacial Europeia, vai ter de dizer adeus à companheira de viagem dos últimos 25 dias. Uma separação prevista para acontecer por volta do meio-dia (17h00 GMT – Lisboa), cerca de 40 minutos antes do mergulho, aponta a NASA.
Depois da separação, a Orion vai ter de realizar uma ousada e nova manobra (skip reentry) para perder velocidade, antes da abertura dos paraquedas.
“A Orion virá em chamas pela atmosfera da Terra a temperaturas duas vezes mais quentes que a lava derretida”, explica Jeremy Vander Kam, vice-gerente do sistema de proteção térmica (TPS) da Orion. “Mas tudo aponta para que este sistema funcione muito bem e um retorno bem sucedido ajudará a confirmar que o escudo térmico está pronto para proteger os astronautas que retornam à Terra”.
No pico da descida, a temperatura do escudo subirá para metade da temperatura do Sol, a cinco mil graus Fahrenheit (2.800 graus Celsius). Um verdadeiro teste de resistência à capacidade do escudo térmico da Orion para proteger a nave e futuros passageiros.
Mais de mil testes térmicos no escudo da Orion
O escudo térmico do módulo da tripulação Apollo contava com um material chamado Avcoat para combater o calor. É um ablator, o que significa que este produto queima de forma controlada durante a reentrada, transferindo o calor para fora da nave.
Agora, na Orion, a NASA replica o mesmo método, mas com um novo sistema de ladrilhos Avcoat com apenas uma a três polegadas de espessura. Este ladrilho é usado para cobrir a superfície externa do escudo térmico, que fará a diferença entre cinco mil graus Fahrenheit na frente do escudo, e cerca de 200 graus na parte de trás.
Após este teste de resistência térmica, a Orion fará então a nova manobra (skip reentry), aguardada com espectativa. Uma manobra que diminuirá as forças G, sentidas pelos futuros astronautas do programa Artemis.
Desta forma, em vez de a cápsula ser sujeita a uma queda contínua, acelerada e violenta, a Orion fará um salto na atmosfera reduzindo consideravelmente a velocidade que traz da sua viagem espacial.
Abertura dos paraquedas primários
A Orion é composta por vários estágios de paraquedas para desacelerar a cápsula espacial.
Depois de desacelerar o suficiente, mas ainda na fase de queda, a cerca de 7.600 metros, surge o momento do sistema de amaragem fazer disparar uma tampa frontal feita de titânio, leve e extremamente forte, que dá acesso a três pequenos pára-quedas dianteiros de quatro quilos.
Tampa essa que tem de proteger os paraquedas enquanto a Orion passa pelo pior da reentrada, mas à medida que se aproxima do solo os mesmos devem saltar com eficiência.
"Os paraquedas não são construídos para suportar as temperaturas de cinco mil graus Fahrenheit [2.600 graus Celsius] na reentrada - eles seriam muito pesados e incapazes de gerar arrasto suficiente para desacelerar a nave -, então a tampa do compartimento dianteiro os protege até apenas o momento certo. São perfeitos para voos espaciais, onde cada quilo adicional é mais caro”, refere a Lockheed Martin, que participa na construção da Orion.
Depois desse conjunto primário surgem mais dois que vão permitir que a cápsula espacial Orion reduza a velocidade de reentrada até aos 160 km/h, bem como a sua estabilização.
Feitos de material híbrido Kevlar/Nylon, os paraquedas Drogue pesam cada um cerca de 36 quilos e, quando aberto, cada paraquedas terá 30 metros de comprimento, desde o módulo ao topo ou coroa.
Após o corte dos Drogue, são acionados, a cerca de 2.900 metros de altitude, os três paraquedas do piloto (cinco kg/cada), com 80 metros de comprimento, também estes feitos de material híbrido Kevlar/Nylon.
A Orion estará a descer nesta altura a uma velocidade de 130 metros por segundo, sendo que os paraquedas do piloto puxarão a rede elétrica, que deve abrir e desacelerar o Orion para apenas 32 km/h.
Se tudo correr como planeado e todos os sistemas de travagem funcionarem, a Orion irá amarar na costa de San Diego cerca das 12h40 (17h40 em Lisboa).
À espera da viajante espacial estará a Marinha dos Estados Unidos, bem como uma equipa de recuperação do Centro Espacial Kennedy, da NASA.
A ter êxito esta nova e importante missão da NASA, o programa Artemis seguirá depois ainda com mais vitalidade a caminho de uma nova era e etapa na exploração da Lua, Marte e da exploração humana no espaço profundo.
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