Entrevista: professor de física fala sobre inovação em lançamento da SpaceX/NASA

Nesta quarta-feira, 27 de maio, a SpaceX lançará dois astronautas da NASA em uma nova espaçonave a partir de um foguete Falcon 9. Eles estarão dentro da nave Crew Dragon, que voará na órbita terrestre baixa rumo à Estação Espacial Internacional (ISS). Essa será a primeira vez desde 2011 que os Estados Unidos realizam uma missão espacial tripulada utilizando um veículo próprio, e a partir de território nacional, ainda por cima, já que dependiam dos russos para esse transporte humano desde o fim do programa dos ônibus espaciais. Por isso, todas as atenções estão voltadas para este evento para lá de histórico.

Para se ter uma ideia da importância desse lançamento para os norte-americanos, o próprio presidente do país, Donald Trump, manifestou a intenção de viajar à Flórida para acompanhar tudo de perto - mesmo com a recomendação da NASA para que o público não compareça, devido às medidas de prevenção contra a pandemia de COVID-19.

Felizmente, todo o evento será transmitido ao vivo pela internet. Então, se você não for o presidente dos Estados Unidos, poderá assistir em casa a este lançamento que promete ser, ainda, um belo espetáculo. Sim, Elon Musk, CEO da SpaceX, preparou algumas coisas para tornar tudo ainda mais especial. Por exemplo, os astronautas Bob Behnken e Doug Hurley chegarão à plataforma de lançamento em um Model X, SUV elétrico da Tesla.

A missão recebe o nome de Demo-2 porque este será o teste final do sistema de voo espacial humano da SpaceX. Se tudo der certo, o sistema será certificado pela NASA para missões tripuladas reais de e para a ISS. A empresa garante que seu sistema é um dos mais seguros e avançados já construídos, ao contrário das tecnologias utilizadas pela NASA no programa dos ônibus espaciais, aqueles cancelados em 2011.

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Para falar um pouco mais sobre essa tecnologia da SpaceX, o Canaltech conversou com Cássio Barbosa, professor de Física do Centro Universitário FEI. Ele falou sobre as principais diferenças entre a Crew Dragon e as naves utilizadas na era Apollo, quando a NASA levou seres humanos à Lua pela primeira vez. Por exemplo, a nova nave da SpaceX foi projetada para um propósito bastante específico, enquanto os veículos daquela época exigiam habilidades diferentes para viajar até o espaço profundo.

São tantos nomes de foguetes, estágios e cápsulas que às vezes podemos nos confundir um pouco e julgar que a única diferença é o país de origem de tais veículos espaciais. Mas não se deixe enganar: cada uma dessas peças apresentam diferenças cruciais, tanto tecnológicas quanto estéticas. Os foguetes russo Soyuz, por exemplo, podem ser veículos bastante confiáveis, mas sua tecnologia é da década de 1970, e as diferenças são grandes até mesmo na aparência.

As vantagens de novos veículos não param por aí. Por exemplo, o foguete Falcon 9, além de ter uma tecnologia de ponta, é 80% reutilizável. Só esse fator já lhe dá muitas vantagens em relação aos Soyuz, que, até então, transportavam os astronautas da NASA - por um valor bastante elevado, diga-se de passagem. Além disso, existe muita diferença entre todos esses foguetes e o SLS (Space Launch System), o próximo veículo de lançamento que a NASA está desenvolvendo para missões mais robustas no futuro. O SLS é poderoso o suficiente para atingir órbitas superiores e transportar muito mais peso para o espaço, com destinos como a Lua e Marte.

Bem, vamos deixar o professor explicar esses e outros detalhes!

Conversando com quem entende

Canaltech: A NASA encerrou o programa dos ônibus espaciais porque eles se tornaram ultrapassados, caros e pouco seguros, tendo resultado em algumas tragédias. Quais são as principais diferenças entre aqueles ônibus espaciais e os foguetes reutilizáveis da SpaceX, além do SLS da NASA?

Cássio Barbosa:Os ônibus espaciais já nasceram ultrapassados, pelo tanto que a NASA demorou para implementar seu projeto. Além disso, tendo em vista os sucessivos cortes de orçamento durante o desenvolvimento, os ônibus espaciais não eram 100% reutilizáveis, de modo que seus custos eram mais elevados que outras soluções. Essa é a grande diferença para os foguetes da SpaceX, que são recicláveis e seus propulsores conseguem ter vida útil muito maior.

Já o SLS tem outro propósito, que é a de atingir órbitas muito superiores que as atendidas pelos ônibus espaciais e pela SpaceX. Os SLSs têm como objetivo transportar cargas muito maiores em órbitas translunares (visando a reconquista da Lua), ou mesmo interplanetárias (visando a conquista de Marte).

CT: Quais as maiores diferenças entre os módulos tripuláveis antigos (os usados no programa Apollo, especialmente), e os usados atualmente (incluindo os módulos Soyuz e a Crew Dragon)?

CB: A diferença básica é tecnológica. Os módulos Soyuz são de tecnologia soviética essencialmente da década de 1970. Assim, deixam a desejar em inovação ou estética, mas são extremamente funcionais, robustas e confiáveis. As cápsulas da missão Apollo tinham outro propósito, que era a de transportar, com segurança e relativo conforto, três astronautas em missões extensas. Além de fazer o "carreto" de equipamentos científicos e rochas lunares.

CT: Quais são as principais diferenças e vantagens entre o foguete Falcon 9 da SpaceX, que fará este lançamento, e o Soyuz, da Rússia?

CB: Além da tecnologia atualizada, os foguetes lançadores da SpaceX são reutilizáveis. Já os lançadores da Soyuz são de uso único. Mas sem dúvida, as cápsulas russas têm confiabilidade irrefutável, coisa que a Crew Dragon ainda precisa demonstrar.

CT: Muito se fala de “estágios” de um foguete, e sempre vemos imagens de partes se soltando no espaço ou caindo propositalmente na Terra. Afinal, quantas e quais são, ao todo, as etapas de uma missão, do lançamento até atingir o objetivo (que nesse caso é a ISS)?

CB: Tudo isso depende dos objetivos da missão. Missões de sondagem atmosférica, por exemplo, faz voos suborbitais com foguetes de um estágio apenas. Órbitas baixas, como as da ISS ou mesmo do Hubble, pedem 3 estágios, pois os foguetes sobem com sua capacidade máxima de transporte. Ainda assim, para se atingir órbitas ainda mais altas, como as de satélites de comunicação geoestacionários, é preciso um quarto estágio para posicionar a carga em sua altura correta.

CT: Como o estágio de lançamento retorna para a Terra? Qual a importância de reutilizar essa parte do foguete?

CB: Após colocar a cápsula Crew Dragon em órbita, os módulos de lançamento fazem uma reentrada controlada de modo a fazer um pouso suave. Seus motores são acionados para diminuir a velocidade de reentrada na atmosfera, impedindo que se queimem e, mais importante, realizam um pouso na vertical, seja na própria base de lançamento (o primeiro estágio), seja numa balsa autônoma em alto mar (o segundo estágio). Esse procedimento baixou muito os custos de lançamento de carga ao espaço, fazendo a ocupação do espaço se tornar viável economicamente para países incapazes de bancar o lançamento.

CT: A tecnologia desse foguete pode ser utilizada para viagens na Terra, por exemplo, para transportar pessoas de um país para outro?

CB: Sim! Inclusive o próprio Elon Musk apresentou seus planos de voos suborbitais para fazer viagens intercontinentais. No exemplo dele, um voo de Nova York a São Paulo se daria em 45 minutos!

CT: Os estágios reutilizáveis da SpaceX têm prazo de validade?

CB: Sim. Como todo equipamento, os foguetes precisam de manutenção a cada viagem e devido às condições extremas de uso, se desgastam intensamente a cada uso. Ainda não está estabelecido o número de vezes que um foguete desses pode ser reutilizado com segurança. O protocolo, por ora, é fazer uma revisão total a cada três voos. Com o início dos voos tripulados, esse procedimento deve se intensificar.

CT: Quanto tempo um foguete pode se manter em movimento no espaço? O que acontece com ele se acabar o combustível ou se os motores pararem de funcionar por alguma falha?

CB: No espaço, eles podem se mover indefinidamente, se não forem capturados pela gravidade de algum planeta, ou do Sol. Mesmo sem combustível, por causa da ausência de atmosfera ou qualquer outro material, os foguetes não perdem velocidade por atrito podendo permanecer em movimento indefinidamente, com velocidade constante.

CT: Há poucos dias, partes do foguete Long March 5b, da China, caíram descontroladamente na Terra e passaram por cima de algumas áreas dos EUA. A NASA chegou a criticar o país asiático, dizendo que as missões espaciais não podem causar medo nas pessoas. Quais procedimentos da NASA e SpaceX para evitar que acidentes como este aconteçam?

CB: A SpaceX não tem esse problema, pois os estágios dos lançadores são recuperados para outras missões. Ainda assim, caso alguma parte precise ser descartada, a empresa adota o procedimento da NASA que é orientar a trajetória de lançamento sobre áreas tão despovoadas quanto possível, ou mesmo sobre o oceano.

Acompanhe o lançamento

O lançamento histórico da SpaceX, levando astronautas da NASA à ISS pela primeira vez, acontecerá nesta quarta-feira (27) às 17h32 (horário de Brasília), com transmissão ao vivo pela internet. NASA criou uma página especial com informações detalhadas sobre a missão, lançando também a hashtag #LaunchAmerica para criar um burburinho nas redes sociais.

E lembre-se que o Canaltech acompanhará tudo ao vivo para trazer a cobertura fresquinha dos acontecimentos. Portanto, fique atento e acompanhe este evento histórico conosco!