Crew Dragon volta à Terra neste fim de semana; entenda os desafios do retorno

Se as condições climáticas continuarem favoráveis, os astronautas da NASA, Bob Behnken e Douglas Hurley, que estão hoje na Estação Espacial Internacional (ISS), entrarão na cápsula Crew Dragon, da SpaceX, para retornar à Terra no próximo sábado (1º). A nave deverá mergulhar no oceano Atlântico no dia seguinte, quando os astronautas (e a espaçonave) serão resgatados.

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O lançamento histórico ocorreu em 30 de maio, portanto, a tripulação acabará passando apenas 64 dias em órbita terrestre. O tempo de cada tripulação na ISS é de seis meses, mas este foi um voo de teste para saber se a Crew Dragon estava mesmo pronta para realizar um voo tripulado de ida e volta sem nenhum tipo de imprevisto.

No entanto, retornar à Terra não é tarefa das mais simples. Na verdade, a reentrada da cápsula na atmosfera é um dos momentos mais críticos, e deve causar mais ansiedade nos técnicos da missão - e nos próprios astronautas - do que o próprio lançamento. Inclusive, o fundador da SpaceX, Elon Musk, disse que essa etapa é sua "maior preocupação".

Isso porque um dos maiores desafios para uma nave espacial é a capacidade de suportar a alta velocidade e temperaturas extremas que o veículo deve suportar durante a reentrada na atmosfera terrestre. Esse desafio fica sobre os ombros dos engenheiros que desenvolveram a nave e, nesse caso, tudo ficou por conta da SpaceX e sua equipe. É uma grande responsabilidade, pois são vidas humanas em jogo - daí a preocupação de Musk.

O momento de tensão começa com o ângulo pelo qual a sonda entrará na atmosfera superior. Se for muito íngreme, os astronautas experimentarão forças de aceleração causadas pela gravidade, algo potencialmente fatal, com altas chances de resultar em uma explosão da nave por causa do atrito. Se for um ângulo muito raso, a cápsula irá ricochetear na “bolha” da atmosfera e voltar à órbita terrestre.

A nave entrará na atmosfera a uma velocidade superior a 27.000 km/h, o que significa 7,5 km/s, 20 vezes a velocidade do som. Nessa velocidade, uma onda de choque muito forte se forma em torno da frente do veículo, comprimindo e superaquecendo o ar. Gerenciar a imensa carga térmica é outro grande desafio de engenharia - são mais de 7.000 °C durante o estágio mais extremo da reentrada.

Esse calor extremo, mais elevado que a temperatura média da superfície do Sol (que fica em torno de 6.000 °C) deixa o escudo térmico do veículo tão quente que ele começa a brilhar. Para proteger a nave, a SpaceX criou um escudo térmico avançado, chamado PICA-X, que se saiu muito bem nos voos de teste da Crew Dragon. O escudo em si, termina a jornada completamente carbonizada, mas o importante é que a nave fica inteira.

Mas os desafios não acabam por aí. É que, no meio desse calor intenso ao redor do escuro de proteção, as moléculas de ar se transformam em uma camada plasma. Apesar de o brilho âmbar desse plasma ser bonito, ele pode causar blecautes no rádio, por causa da movimentação dos elétrons livres, que criam um campo elétrico ao redor do veículo. Se esse campo se tornar muito forte, ele poderá refletir as ondas de rádio que tentam alcançar a nave. Isso levaria a tripulação à perda de conexão com o controle da missão, à perda dos dados de voo e impossibilitaria o controle remoto e a orientação.

Por fim, depois que a Crew Dragon enfrentar todas essas dificuldades, a nave tripulada descerá de paraquedas em direção ao oceano, o que também é algo arriscado. A cápsula abrirá quatro paraquedas para que o veículo desça suavemente até atingir o Oceano Atlântico, na costa da Flórida. Essa manobra foi testada pela SpaceX 27 vezes, para garantir que tudo vai correr bem.

O pouso bem sucedido concluirá o teste da Crew Dragon e habilitará a SpaceX a realizar os lançamentos de missões operacionais da NASA. A primeira delas, a Crew-1, já está programada - a Crew Dragon será lançada em setembro deste ano para levar à ISS os astronautas Michael Hopkins, Victor Glover e Shannon Walker, da NASA, além de Soichi Noguchi, do Japão.

Fonte: The Conversation