Como Lasers e Impressão 3D Construirão Nosso Futuro no Espaço

A exploração espacial avançou significativamente nas últimas décadas, e com isso, nossas ambições também cresceram. Não se trata apenas de visitar planetas distantes, mas de permanecer neles, e para isso, estamos ativamente buscando construir estruturas que apoiarão a futura colonização espacial e a viagem interestelar.

No entanto, construir fora da Terra não é o mesmo que construir na Terra. A construção no espaço traz desafios sérios.

Por exemplo, flutuações severas de temperatura podem comprometer a integridade dos materiais de construção que usamos aqui na Terra. Depois há a microgravidade, o vácuo do espaço, a radiação, a escassez de recursos como água e agregados convencionais, e a logística de lançar e montar componentes em órbita ou em superfícies extraterrestres.

Todos esses apresentam desafios que exigem repensar tanto os materiais quanto os métodos de construção no espaço.

Avanços como concreto espacial, sinterização por micro-ondas, sinterização a laser, materiais termoendurecíveis e fusão/formação de regolito são algumas das maneiras de lidar com as condições ambientais adversas e a escassez de recursos.

Tecnologia de impressão 3D é outra inovação crucial, mostrando grande potencial para construir habitats e estruturas complexas no espaço. Ela oferece benefícios de precisão, eficiência aprimorada, cura rápida, estabilidade e minimização de resíduos.

Essa tecnologia pode ser utilizada com materiais locais, como solo lunar e marciano, para construir infraestruturas duráveis, reduzindo a necessidade de transportar todos os materiais da Terra.

Outra inovação que desempenha um papel importante aqui são os robôs automatizados, que constroem estruturas de concreto em ambientes severos e eliminam a necessidade de mão de obra humana. Eles possuem capacidades de monitoramento em tempo real para garantir a qualidade da construção e a segurança para habitação de longo prazo.

Portanto, o campo da exploração e colonização espacial está avançando rapidamente, e, nesse contexto, os pesquisadores desenvolveram agora uma forma de construir estruturas realmente grandes para operações espaciais sustentáveis.

Jornada NOM4D: Fabricação Espacial Baseada em Laser

Uma equipe de engenheiros da Universidade da Flórida (UF) está trabalhando na fabricação de estruturas metálicas de precisão em órbita com a ajuda da tecnologia a laser.¹

A ideia é construir especificamente estruturas massivas, como uma matriz solar de 100 metros em órbita, usando tecnologia a laser avançada.

Além de painéis solares, a equipe pretende ver estruturas de grande escala, como telescópios espaciais, antenas de satélite ou até partes de estações espaciais construídas diretamente em órbita, o que marcaria um grande passo rumo a missões mais longas e operações espaciais sustentáveis.

“Queremos construir coisas grandes no espaço. Para construir coisas grandes no espaço, você deve começar a fabricar coisas no espaço. Esta é uma fronteira nova e empolgante.”

Para realizar sua pesquisa, a universidade obteve um contrato de US$ 1,1 milhão da DARPA. Enquanto outras universidades também exploram a fabricação espacial, a UF é a única que se concentra na formação a laser para aplicações espaciais.

Para isso, Miller e seus estudantes estão trabalhando em colaboração com a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) e o Marshall Space Flight Center da NASA, que ajuda a avançar o programa espacial dos EUA por meio de seus veículos de lançamento, sistemas espaciais, sistemas de propulsão e hardware, tecnologias de engenharia de ponta e projetos científicos e de pesquisa avançados.

Assim, juntos eles estão trabalhando em um projeto chamado NOM4D, que significa Fabricação Orbital e Lunar Inovadora, Materiais e Design de Massa Eficiente, que busca transformar o desenvolvimento da infraestrutura espacial.

Para o NOM4D, um dos maiores desafios é superar as limitações de tamanho e peso da carga de foguetes. Para enfrentar esses problemas, a equipe da UF está desenvolvendo tecnologia de formação a laser para dobrar metais em formas ao traçar padrões precisos neles.

Se feito com precisão, isso não requer intervenção humana, pois o calor do laser torce o próprio metal, tornando isso um passo crucial para que a fabricação orbital se torne realidade. Segundo um membro da equipe, Nathan Fripp, estudante de doutorado no terceiro ano em ciência e engenharia de materiais:

“Com esta tecnologia, podemos construir estruturas no espaço muito mais eficientemente do que lançá‑las totalmente montadas da Terra. Isso abre uma ampla gama de novas possibilidades para a exploração espacial, sistemas de satélites e até habitats futuros.”

Alterar a forma do metal corretamente e conforme necessário é um processo complexo, portanto, a dobragem a laser complexa é certamente uma grande conquista, mas é apenas parte da equação.

O desafio, observou Miller, é garantir que as propriedades do material permaneçam boas ou melhorem durante o processo. As regiões dobradas ainda precisam ter boas propriedades, além de serem resistentes e fortes com a flexibilidade adequada.

Para avaliar os materiais, a equipe realizou testes controlados em aço inoxidável, alumínio e cerâmicas para analisar como variáveis como calor, gravidade e entrada de laser afetam a flexão e o comportamento dos materiais.

“Realizamos muitos testes controlados e coletamos dados detalhados sobre como diferentes metais respondem à energia do laser: quanto eles dobram, quanto aquecem, como o calor os afeta e mais. Também desenvolvemos modelos para prever a temperatura e a quantidade de dobragem com base nas propriedades do material e na energia do laser. Aprendemos continuamente tanto com a modelagem quanto com os experimentos para aprofundar nossa compreensão do processo.”

– Wei

De acordo com o comunicado de imprensa da UF, uma das avaliações envolveu testar a formação a laser em condições semelhantes ao espaço, o que exigiu uma câmara térmica de vácuo. Esta foi fornecida pela NASA, tornando a colaboração com o NASA Marshall Space Center crítica para aumentar significativamente o nível de prontidão tecnológica (TRL).

Esse teste foi liderado por Fripp e realizado para observar a resposta dos materiais ao ambiente hostil do espaço. O que a equipe descobriu foi que vários fatores, incluindo propriedades dos materiais, parâmetros do laser e condições atmosféricas, determinam os resultados finais.

“No espaço, condições como temperaturas extremas, microgravidade e vácuos alteram ainda mais o comportamento dos materiais. Como resultado, adaptar nossas técnicas de formação para funcionar de forma confiável e consistente no espaço adiciona outra camada de complexidade.”

– Fripp

A pesquisa na UF começou em 2021 e desde então fez muito progresso. Mas para que a tecnologia esteja pronta para uso no espaço, ela precisa ser desenvolvida ainda mais. Atualmente está entrando em seu último ano, com o projeto programado para terminar no verão de 2026.

Embora permaneçam dúvidas sobre diferentes aspectos do projeto, particularmente sobre a manutenção da integridade do material durante o processo de formação a laser, a equipe está otimista, pois a cada simulação e teste a laser, avança mais um passo rumo à nova era da construção.

“É ótimo fazer parte de uma equipe que ultrapassa os limites do que é possível na fabricação, não apenas na Terra, mas além dela.”

– Wei

Blocos de Construção Ecologicamente Sustentáveis para Habitats Extraterrestres

Na busca por construção fora da Terra, os cientistas estão tentando diferentes caminhos, incluindo aproveitar os recursos disponíveis em outros planetas.

Recentemente, cientistas da Texas A&M University, com colaboradores da University of Nebraska-Lincoln, desenvolveram materiais vivos que transformam poeira marciana em estruturas, permitindo construção autônoma no planeta vermelho. Inovações como essas são importantes para ajudar a concretizar o objetivo de colonizar Marte.

A equipe tem explorado maneiras de criar materiais vivos engenheirados por meio da biofabricação há vários anos e, finalmente, criou um sistema de líquen sintético que pode produzir materiais de construção de forma independente, sem intervenção humana.

Apoiado pelo programa NASA Innovative Advanced Concepts, a pesquisa mais recente explorou como esse sistema pode ser utilizado para construir estruturas em Marte usando regolito. Segundo a Dra. Congrui Grace Jin da Texas A&M:

“Podemos construir uma comunidade sintética imitando líquens naturais. Desenvolvemos uma forma de criar líquens sintéticos para produzir biomateriais que colam partículas de regolito marciano em estruturas. Em seguida, através da impressão 3D, uma ampla gama de estruturas pode ser fabricada, como edifícios, casas e móveis.”

Existem outras estratégias para ligar o regolito marciano que já foram exploradas por outros pesquisadores. Esses métodos incluem aqueles baseados em enxofre, magnésio e compostos geopoliméricos; porém, todos dependem fortemente de mão de obra humana, tornando‑os impraticáveis.

Sistemas microbianos auto‑crescentes são outra alternativa. Algumas inovações nessa área incluem o uso de micélio fúngico como aglutinante natural, bactérias ureolíticas para produzir carbonato de cálcio para formação de tijolos e biomineralização bacteriana para transformar areia em alvenaria sólida.

Embora promissoras, essas práticas não são completamente autônomas, pois os microrganismos usados são limitados a uma única espécie e precisam de um suprimento constante de nutrientes para sobreviver, o que torna necessária a intervenção externa.

Portanto, a equipe recorreu a múltiplas espécies para sua tecnologia totalmente autônoma de auto‑crescimento.

Fungos filamentosos heterotróficos foram usados aqui, pois promovem grandes quantidades de biominerais e podem sobreviver às condições severas do espaço. Eles foram combinados com cianobactérias fotoautotróficas diazotróficas para criar o sistema de líquen sintético. A equipe agora está trabalhando na próxima etapa do projeto, criando tinta de regolito para imprimir bio‑estruturas em 3D.

“O potencial dessa tecnologia auto‑crescente em viabilizar a exploração e colonização extraterrestres de longo prazo é significativo.”

– Jin

Há alguns meses, cientistas da Georgia Tech também relataram o desenvolvimento de uma nova classe de blocos de construção modulares, reconfiguráveis e sustentáveis, adequados tanto para habitats terrestres quanto extraterrestres.

As unidades, chamadas Eco‑voxels (voxels ecológicos), podem reduzir a pegada de carbono em até 40% enquanto mantêm o desempenho estrutural necessário para asas de aeronaves e paredes de carga.

Esses equivalentes 3D de pixels são feitos de politrimetileno tereftalato (PTT), um polímero parcialmente biobaseado derivado do açúcar de milho e reforçado com fibras de carbono recicladas provenientes do material de sucata perdido durante a fabricação de componentes aeroespaciais.

Esses eco‑voxels são leves, podem ser montados rapidamente e dependem de materiais de origem local, tornando‑os candidatos ideais para futuros abrigos lunares ou marcianos.

Habitats Lunares e Marcianos: O Empenho Global

O entusiasmo pela exploração espacial claramente levou a avanços na tecnologia espacial. Quando se trata de estabelecer habitats na Lua e em Marte, a NASA tem estado ativamente envolvida, compreendendo os desafios e desenvolvendo os sistemas necessários.

Seu programa Artemis está entre os principais desenvolvimentos cujo objetivo é estabelecer uma base permanente na Lua. A NASA também está trabalhando com a empresa texana de tecnologias de construção ICON para construir um sistema de construção espacial e investiu em seu Projeto Olympus.

O foco do projeto está na construção robótica, visando implantar robôs de impressão 3D que possam criar estruturas habitáveis, unidades de armazenamento e plataformas de pouso usando material da Lua. O projeto chegou a conduzir um experimento de um ano em seu protótipo de habitat marciano impresso em 3D.

A empresa também construiu uma estrutura real de 1.700 pés quadrados impressa em 3D para a NASA por meio de seu sistema de construção Vulcan. Ela foi projetada pela firma de arquitetura BIG e simulará o habitat de Marte para auxiliar missões espaciais de longo prazo.

A NASA também está explorando o uso de tijolos de micélio feitos de fungos para construir casas em Marte e na Lua.

Liderado por Lynn Rothschild, cientista sênior do Ames Research Center da NASA, o projeto denominado “Mycotecture Off Planet” recebeu US$ 2 milhões em financiamento do programa NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), que está “comprometido em avançar tecnologias para transportar nossos astronautas, abrigar nossos exploradores e facilitar pesquisas valiosas.”

O conceito envolve astronautas levando consigo estruturas leves impregnadas com fungos dormentes e usando um toque de água para estimular o crescimento dos fungos. Micélios são estruturas semelhantes a fios que constituem a maior parte dos fungos, podem crescer em formas complexas e robustas e podem ser contidos com segurança para evitar contaminação. Além disso, micélios podem ser usados para filtragem de água e extração de minerais de águas residuais.

A equipe já demonstrou a viabilidade de seu conceito, criando biocompósitos à base de fungos e testando protótipos, com foco agora em melhorar as propriedades materiais de seus habitats fúngicos e depois testá‑los em órbita baixa da Terra.

Na União Europeia (UE), a Agência Espacial Europeia (ESA) tem feito avanços significativos.

Por exemplo, em 2020, ela instalou uma planta protótipo para produzir oxigênio a partir de poeira lunar simulada. Alguns anos depois, começou a trabalhar no Prospect, uma perfuradora robótica e laboratório miniaturizado que avalia recursos potenciais na Lua para extraí‑los no futuro.

Para impulsionar seus planos espaciais, a ESA está trabalhando com outras agências como a NASA dos EUA, juntamente com várias organizações privadas.

A empresa dinamarquesa de design e construção SAGA criou um habitat de treinamento compacto para a ESA. Esses habitats têm uma área de trabalho, um espaço comum e cápsulas de dormir. O Instituto Aurelia, por sua vez, está desenvolvendo painéis modulares que, uma vez implantados no espaço, podem formar estruturas maiores, proporcionando ambientes mais confortáveis para os astronautas.

Além de seus protótipos de extração de recursos e habitats, a ESA também está avançando em tecnologias críticas de cronometragem. Ela construiu um Conjunto de Relógios Atômicos no Espaço (ACES), que foi lançado em órbita da Flórida em abril deste ano. Consiste em dois relógios atômicos conectados, um contendo átomos de hidrogênio e o outro contendo césio para produzir um único conjunto de pulsos com maior precisão, preciso dentro de um segundo em 300 milhões de anos.

O relógio de alta precisão permitirá melhor navegação, gerenciamento de recursos e até medições gravitacionais, apoiando a presença humana sustentável além da Terra.

Clique aqui para saber como pode ser a economia espacial futura.

Até o Armazenamento de Dados Está Indo para a Lua

Curiosamente, empresas estão até investigando mover data centers para o espaço. No início deste ano, a Lonestar Data Holdings, com sede na Flórida, colocou seu dispositivo, do tamanho de uma caixa de sapatos, a bordo do pousador Athena (IM-2) da Intuitive Machines (LUNR ).

O objetivo do IM-2 é demonstrar prospecção de recursos, mobilidade lunar e análise de substâncias para ajudar a descobrir fontes de água, a fim de estabelecer infraestrutura sustentável na superfície lunar e no espaço.

O dispositivo da Lonestar Data Holdings a bordo do IM-2 transportou, por sua vez, dados de Vint Cerf, reconhecido como um dos “pais da Internet”, e do governo da Flórida, entre outros.

Colocar armazenamento de dados na lua deve ajudar a superar os desafios dos data centers, uma indústria que cresce rapidamente devido à crescente demanda por IA, aprendizado de máquina e serviços de nuvem. Data centers são conhecidos por seu alto consumo de energia, sobrecarga das redes elétricas e poluição sonora, tudo isso pode ser superado pelo vasto espaço.

Segundo Steve Eisele, presidente e diretor de receitas da Lonestar, “a lua pode ser a opção mais segura” para seus dados. “É mais difícil hackear; é muito mais difícil penetrar; está acima de quaisquer problemas na Terra, desde desastres naturais até apagões e guerras,” acrescentou.

A empresa pretende lançar um serviço comercial de armazenamento de dados até 2027 usando vários satélites posicionados em L1, o ponto de Lagrange entre o Sol e a Terra. Outras empresas como Axiom Space e Starcloud também estão planejando seus próprios movimentos.

“A economia lunar crescerá, e dentro dos próximos cinco anos precisaremos de infraestrutura digital na lua,” bem como “Marte e além. Isso será uma grande parte do nosso futuro,” disse Eisele.

Investindo em Exploração e Colonização Espacial

No âmbito espacial, a Northrop Grumman Corporation (NOC ) está profundamente envolvida através do programa Artemis da NASA, sistemas de posto avançado lunar Gateway, robótica autônoma e pesquisa de fabricação no espaço. Também trabalha em propulsão avançada, estruturas de implantação em larga escala e fabricação de precisão.

Northrop Grumman Corporation (NOC )

A Northrop Grumman Corporation tem um valor de mercado de US$ 72,57 bilhões, com suas ações atualmente negociadas a US$ 506,62, alta de 7,44% no ano. Possui um EPS (TTM) de 25,36 e um P/E (TTM) de 19,88, oferecendo ainda um rendimento de dividendos de 1,83%.

Financeiramente, registrou US$ 9,5 bilhões em vendas e um backlog recorde de US$ 92,8 bilhões no primeiro trimestre de 2025. O lucro líquido totalizou US$ 481 milhões, ou US$ 3,32 por ação diluída. Quase US$ 800 milhões foram devolvidos aos acionistas por meio de dividendos e recompra de ações.

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Northrop Grumman (NOC)

Conclusão

À medida que continuamos a alcançar mais longe no cosmos, torna‑se muito claro que precisaremos de mais do que apenas foguetes para construir uma presença permanente. Isso significa estruturas robustas que possam suportar condições ambientais adversas e enfrentar a escassez de recursos.

Desde a modelagem a laser de metal em órbita até materiais bioengenheirados, robôs autônomos e impressão 3D, esses avanços estão abrindo caminho para um futuro sustentável fora da Terra. À medida que a pesquisa avança, nos aproximamos de criar uma base permanente além do nosso planeta e construir uma civilização verdadeiramente interplanetária.

Clique aqui para uma lista das principais ações aeroespaciais.

Nota do Editor (Julho 2025): Este artigo foi atualizado para incluir atribuição adicional de fontes e remover uma frase que caracterizava erroneamente o progresso da equipe de pesquisa no desenvolvimento do loop de feedback.

Referências:

^{1. Carter, P. (2025, June 25). Da sala de aula ao cosmos: Estudantes buscam construir coisas grandes no espaço. University of Florida News. Retrieved from https://news.ufl.edu/2025/06/manufacturing-in-space-with-lasers/}