Indústria aeroespacial
Retorno de amostras de Marte (NASA-ESA) – Trazendo Marte para a Terra
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Por que trazer amostras de Marte de volta em vez de analisá-las in situ?
Marte há muito tempo fascina a imaginação de cientistas e escritores de ficção científica, desde que os telescópios primitivos nos levaram a acreditar na presença de canais artificiais na superfície do planeta.
Graças à SpaceX de Elon Musk, que reduziu drasticamente o custo de alcançar a órbita da Terra, parece que poderemos estar a poucos anos, ou mais provavelmente em pelo menos uma década, de ver a primeira missão tripulada a Marte.
Ao chegarem a Marte, os primeiros exploradores humanos enfrentarão tarefas muito diferentes das dos astronautas que pousaram na Lua. Longe de expedições de poucos dias com suprimentos mínimos, qualquer missão marciana terá duração de anos, com pelo menos alguns meses na superfície. Consequentemente, uma missão tripulada a Marte precisará ser uma espécie de protocolônia, exigindo o uso de recursos locais para manter os astronautas vivos.
Fonte: Explore o espaço profundo
Portanto, é crucial que saibamos mais sobre a superfície e a geologia do planeta, como são realmente os minerais marcianos, em vez de nos basearmos em palpites e estimativas que temos sido capazes de fazer até agora.
Para isso, a análise local por meio de ferramentas montadas em sondas e robôs é, em geral, insuficiente, pois elas precisam ser extremamente eficientes em termos de energia e leves, o que inviabiliza muitos dos métodos analíticos mais úteis.
Em vez disso, trazer de volta à Terra uma amostra de rocha marciana daria aos cientistas a possibilidade de usar os métodos de detecção mais avançados e sensíveis para melhor compreender a história do planeta vermelho.
Essa é a razão para a criação do Programa de Retorno de Amostras de Marte, sob a direção conjunta da NASA e da ESA (Agência Espacial Europeia).
A ideia é coletar amostras de poeira e rochas marcianas e enviá-las de volta à Terra. Devido às distâncias extremas, essa tarefa está longe de ser fácil, e o projeto teve um início conturbado, com desenvolvimento problemático e estouro de orçamento, chegando até a correr o risco de ser cancelado.
No entanto, como outros programas concorrentes buscam alcançar o feito inédito de trazer minerais de outro mundo para a humanidade, notadamente o programa espacial chinês, é provável que o programa americano-europeu continue de uma forma ou de outra.
O Tesouro da Perseverança: O que há nos tubos (Atualização de 2025)
Lançada em 2020 e com pouso previsto para 2021, a missão Perseverance É a sonda mais recente e ambiciosa já enviada a Marte, com o veículo explorador pesando tanto quanto um carro grande.
A perseverança também foi combinada com o Helicóptero Ingenuity Mars, o primeiro helicóptero a conseguir voar na atmosfera extremamente rarefeita de Marte (2% da atmosfera da Terra). O Ingenuity realizou 72 voos, percorrendo mais de 18 quilômetros (11 milhas).
Essas sondas complementam as 3.7 toneladas. ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), que chegou a Marte em 2016 e que criou, a partir da órbita, um mapa global da distribuição de água em termos de gelo de água ou minerais hidratados por água na subsuperfície rasa de Marte.
O Perseverance pousou na Cratera Jezero, uma cratera de impacto com 45 quilômetros de diâmetro, que os cientistas acreditam ter sido inundada por água e abrigado um antigo delta de rio. Portanto, não só provavelmente continha água em um passado remoto, como também pode conter evidências de vida antiga.
Aliado à paisagem muito plana e à localização ao norte do equador marciano, o potencial de depósitos de água ainda presentes em profundidade sob a superfície também tornaria a Cratera Jezero um local potencial para um pouso tripulado em Marte.
O Perseverance percorreu 30 quilômetros (18.5 milhas) ao redor da cratera durante três anos e meio.
Talvez ainda mais importante, Perseverance também coletou 25 amostras de rocha e regolito (pequenas rochas e poeira da superfície), bem como uma amostra de ar coletada durante sua exploração da Cratera Jezero.
Essas amostras foram coletadas usando uma pequena broca que criou um longo tubo de rochas, selado em um recipiente de metal.
Outros 5 “tubos testemunhas” serão coletados, assim como comprovação da limpeza do sistema durante todo o processo de amostragem.
Fonte: NASA
As amostras coletadas são uma mistura de rochas sedimentares (depositadas pela água) e rochas ígneas (magma sólido).
Como funciona o retorno de amostras de Marte: Módulo de pouso → MAV → ERO → Terra
Até agora, todas as missões a Marte foram viagens só de ida, com nossos foguetes mal tendo potência suficiente para enviar a Marte e pousar na superfície os veículos exploradores de várias toneladas de cada missão.
Nesse aspecto, o Perseverance não foi diferente, com o próprio veículo explorador condenado a permanecer na superfície de Marte.
Para coletar as amostras colhidas, será necessário lançar outra missão para pousar na superfície um sistema específico que retornará ao espaço após recolher as amostras.
Isso exigiria um "veículo de coleta", que iria buscar as amostras deixadas pela Perseverance na superfície de Marte, usando um braço robótico para pegá-las e carregá-las em um foguete capaz de retornar ao espaço, o Veículo de Ascensão de Marte.
Uma sonda orbital estará presente para receber as amostras na órbita de Marte e transportá-las de volta à Terra.
A amostra será então recebida na órbita da Terra por uma terceira missão, que a fará pousar em segurança e intacta na Terra para análise.
Fonte: ESA
O objetivo declarado da NASA é trazer essas amostras para a Terra até a década de 2030. Antes que as amostras possam ser abertas na Terra, elas serão transferidas para uma Instalação de Biossegurança Nível 4 (Proteção Planetária) que está sendo planejada pela NASA e pela Fundação Espacial Europeia. Todos os sistemas de contenção devem impedir a liberação de possíveis compostos orgânicos ou micróbios marcianos — uma etapa essencial para garantir a proteção do planeta e a segurança pública.
Desafios da MSR: Debates sobre custos, cronograma e arquitetura
Em 2023 e 2024, tornou-se evidente que o plano inicial e o orçamento da missão de Retorno de Amostras de Marte estavam em risco, pois sofreriam um atraso considerável (talvez até a década de 2040) e ultrapassariam o orçamento previsto.
Com os custos subindo dos já exorbitantes US$ 6 bilhões para pelo menos US$ 11 bilhões, o programa passou a ser alvo de críticas negativas.
Assim, embora as amostras tenham sido criadas de forma eficiente pela Perseverance, sua coleta e retorno à Terra podem estar sendo prejudicados pelo projeto complexo da missão.
Módulo de Coleta de Amostras (SRL): Entrega por guindaste aéreo versus entrega comercial
A SRL passou por muitos conceitos diferentes.
O projeto do módulo de pouso evoluiu drasticamente nos últimos dois anos, passando de um módulo muito grande com um veículo explorador para coleta de amostras, para dois módulos de pouso, e agora para um módulo de tamanho médio sem veículo explorador para coleta de amostras e com dois helicópteros.
Fonte: A Sociedade Planetária
Em janeiro de 2025, a NASA anunciou que está considerando dois projetos possíveis para a fase de pouso:
- A primeira opção aproveitará projetos de sistemas de entrada, descida e pouso já testados anteriormente, ou seja, método do guindaste aéreo, demonstrado com as missões Curiosity e Perseverance.
- A segunda opção irá "aproveitar novas capacidades comerciais para levar a carga útil do módulo de pouso à superfície de Marte".
Fonte: NASA
Em ambos os casos, os painéis solares da plataforma serão substituídos por... sistema de energia de radioisótopos que pode fornecer energia e calor durante a temporada de tempestades de poeira em Marte, permitindo uma complexidade reduzida.
De modo geral, parece haver um debate acirrado dentro da NASA sobre se devem seguir com o "trabalho como sempre", mantendo-se fiéis a métodos testados e comprovados, menos ambiciosos e mais caros, ou se devem correr o risco de perder as amostras marcianas da Perseverance para um projeto mais novo, não testado e mais barato, produzido por empresas privadas.
Veículo de Ascensão a Marte (MAV): Projeto, Riscos e Preparação
Os projetos do Veículo de Ascensão a Marte (MAV) e do Órbita de Retorno à Terra (ERO) também estão em questão.
O MAV foi projetado como um foguete de dois estágios e seria armazenado dentro do SRL.
Fonte: NASA
Fonte: NASA
Isso torna o foguete difícil de construir, pois ele precisa sobreviver intacto a uma desaceleração de 15G durante o pouso em Marte e, em seguida, se desdobrar autonomamente para ser lançado automaticamente sem controle direto da Terra, devido ao atraso na transmissão de dados.
Assim, sem uma equipe em campo para realizar reparos e ajustes antes do lançamento, o nível de exigência em termos de confiabilidade aumenta.
Existe uma percepção de que a missão de Retorno de Amostras de Marte (MSR, na sigla em inglês) da NASA está sendo atrasada por indecisão, mas o verdadeiro atraso se deve a décadas de busca por uma solução de propulsão já existente, em vez de um avanço tecnológico para desenvolver e testar um Veículo de Ascensão de Marte (MAV, na sigla em inglês) para lançar as amostras à órbita de Marte.
O MAV (veículo aéreo de grande porte) é provavelmente a parte mais complexa da missão e a que está menos avançada em seu estágio de desenvolvimento. Potencialmente, um módulo de pouso mais pesado poderia resolver o problema, permitindo um projeto de MAV maior e mais fácil de construir.
Órbita de Retorno à Terra (ERO): Propulsão Híbrida e Captura
Até o momento, a ERO é de responsabilidade da ESA; ela seria a maior espaçonave a orbitar Marte, com uma envergadura de 38 metros (125 pés).
Seu tamanho avantajado se deve ao seu enorme conjunto de painéis solares, já que a espaçonave utilizará a propulsão elétrica mais potente já usada em uma missão interplanetária, além de propulsão química para entrar na órbita de Marte.
Fonte: ESA
A sonda ERO levaria cerca de dois anos para atingir sua órbita operacional ao redor de Marte, um ano para realizar sua missão em Marte e mais dois anos para deixar Marte e retornar à Terra.
É provável que o ERO seja menos problemático que o MAV, já que se trata basicamente de uma versão ampliada de projetos já testados e com os quais a ESA está familiarizada. No entanto, o controle de custos tem sido um problema para a Agência Espacial Europeia no passado.
Propostas Orçamentárias para o Ano Fiscal de 2026: O que está em jogo para a MSR?
Em abril de 2024, a NASA anunciou que começaria a "Buscar Projetos Inovadores" para a missão de Retorno de Amostras de Marte.
"Em resumo, um orçamento de 11 bilhões de dólares é muito caro, e uma data de retorno em 2040 está muito distante."
Precisamos pensar fora da caixa para encontrar um caminho a seguir que seja acessível e que nos permita obter amostras dentro de um prazo razoável.”
Uma pressão extra é a O orçamento federal dos EUA para 2026 prevê cortes significativos nos gastos da NASA, incluindo o retorno de amostras marcianas..
Isso faz parte do mesmo conjunto de decisões que também planejam o foguete SLS (Space Launch System) e as cápsulas Orion, anteriormente essenciais para o projeto. Missões Artemis, que será desativada após a missão Artemis III, e a ISS será substituída por uma estação espacial comercial.
Em consonância com a prioridade do governo de retornar à Lua antes da China e enviar um americano a Marte, o orçamento dará impulso a missões e projetos prioritários de ciência e pesquisa, encerrando programas financeiramente insustentáveis. incluindo o Retorno de Amostras de Marte.
Vale ressaltar também que o mesmo pronunciamento presidencial criticou a NASA por sua agenda verde ou progressista, o que gerou preocupações de que o programa de retorno de amostras de Marte seja um dano colateral de uma disputa predominantemente política.
“Este orçamento põe fim aos gastos com ‘aviação verde’ focados no clima.”
Este orçamento também garantirá a eliminação contínua de qualquer financiamento para iniciativas DEIA desalinhadas, destinando esse dinheiro a missões capazes de promover a missão principal da NASA.”
Muito provavelmente, a ameaça ao Retorno de Amostras de Marte é, em grande parte, uma estratégia da Casa Branca para forçar a NASA a considerar novas opções para o projeto, em vez de aceitar passivamente um estouro orçamentário de bilhões de dólares, em um momento em que o financiamento de projetos científicos está sendo cortado.
Empresas privadas estão surgindo para oferecer suas próprias alternativas, muitas alegando serem capazes de realizar as tarefas por uma fração das previsões da NASA.
Corrida global: Tianwen-3 da China e MMX da JAXA
Deslize para rolar →
| Element | O que faz | Agência Líder | Situação (2025) | Principais riscos | Opções notáveis do setor |
|---|---|---|---|---|---|
| Módulo de Pouso para Recuperação de Amostras (SRL) | Aterrissar perto do depósito; carregar os tubos no MAV | JPL da NASA | Arquiteturas de pouso duplas estão em estudo (avião guindaste aéreo versus avião comercial), com preferência por energia nuclear. | Margens de massa/potência; complexidade da EDL | Entrega comercial de módulos de pouso; Módulo de pouso Lockheed InSight - legado da plataforma de pouso Lockheed InSight |
| MAV (Veículo de Ascensão a Marte) | Lançar recipiente com amostra para a órbita de Marte | NASA MSR | O mais arriscado tecnicamente; espaço de negociação sólido/líquido em dois estágios | Lançamento autônomo, cargas térmicas, confiabilidade | Lockheed/outras grandes empresas; Conceitos baseados em nêutrons da Rocket Lab |
| ERO (Orbitador de Retorno da Terra) | Encontro, captura, viagem até a Terra | ESA | Envergadura de aproximadamente 38 m; propulsão híbrida; missão de aproximadamente 5 anos. | Duração da potência/propriedade, dinâmica de captura | Equipe industrial liderada pela ESA; Sistema de entrada na Terra da NASA |
| Sistema de entrada na terra (EES) | Cápsula de reentrada; contenção de amostras | NASA | Herança do OSIRIS-REx; protocolos PPRO | Manipulação estéril; cadeia de custódia | Lockheed retorna ao legado da cápsula |
| Tianwen-3 da China (comparação) | Coleta por drone; retorno ≥500 g | CNSA | Lançamento por volta de 2028; retorno por volta de 2031. | Complexidade de lançamento duplo; perfuração profunda | Equipe industrial chinesa |
Missão Chinesa
Um bom motivo para duvidar do cancelamento permanente da missão de retorno de amostras de Marte, em vez de uma reformulação radical desde o início, é que outras agências espaciais estão pressionando por suas próprias missões com objetivos semelhantes.
Considerando a intenção dos EUA de se manterem como a principal potência espacial, seria politicamente inaceitável que a China se antecipasse à NASA nessa tarefa, algo que um retorno na década de 2040 poderia viabilizar.
A China anunciou planos para uma missão de retorno de amostras de Marte chamada Tianwen-3, que seria lançada no final de 2028, com o objetivo de trazer de volta “pelo menos 500 gramas de amostras marcianas serão enviadas à Terra por volta de 2031.".
Embora esta seja uma amostra muito menor, o cronograma mais curto ainda permitiria à China reivindicar a vitória pela primeira amostra marciana trazida de volta à Terra.
A Tianwen-3 não utilizará um veículo explorador, mas sim um drone para coletar amostras em locais a algumas centenas de metros do ponto de pouso.
Todo o processo do planejamento da missão é muito complexo, envolvendo 13 fases e utilizando tecnologias de detecção in situ e por sensoriamento remoto.
A Tianwen-3 será a primeira missão internacional a realizar perfurações a 2 metros de profundidade para coleta de amostras em Marte.
Missão Japonesa
A Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) anunciou um plano chamado Exploração das Luas de Marte (MMX) para coletar amostras das luas de Marte, Fobos ou Deimos.
Embora não seja exatamente uma missão a Marte, isso poderia ser de grande interesse, já que esses pequenos asteroides que orbitam Marte têm sido frequentemente considerados para uma estação espacial permanente ao redor do planeta vermelho.
Isso também deveria ser muito mais simples, na medida em que pousar em um asteroide possa ser considerado simples, já que as sondas e as amostras não precisariam lidar com o pouso e a subsequente fuga do campo gravitacional de Marte.
Fonte: Muitos Mundos
Investindo em inovadores marcianos
1 Lockheed Martin
(LMT )
A Lockheed Martin é uma das maiores empresas aeroespaciais e de defesa do mundo.
Portanto, não é apenas uma empresa espacial, mas também a responsável por aeronaves icônicas como a Helicópteros Black Hawk ou de Visto F-16, bem como equipamentos avançados como o Visto F-35, aviões de radar voadores ou aeronaves logísticas como a C-5 Galaxy & C-130J Super Hercules.
Fonte: Lockheed Martin
É também o produtor de alguns dos sistemas de mísseis mais importantes do exército dos EUA, como o Jassm, Dardo, ATACMS e HIMARS, com demanda extremamente alta após o esgotamento dos estoques devido ao conflito na Ucrânia.
É também um importante fornecedor de sistemas de defesa antimísseis, como o naval ÉGIDE e THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) contra mísseis balísticos.
Fonte: Lockheed Martin
No entanto, armas não são tudo o que a empresa faz. A expertise em aviônicos e mísseis militares se transforma em expertise em foguetes e veículos espaciais.
Com relação à missão de retorno de amostras de Marte, a Lockheed possui vasta experiência, tendo construído 11 das 22 espaçonaves da NASA para Marte ao longo dos anos e prestado suporte a todas elas. A empresa propôs uma missão mais barata e simplificada, que utilizaria um módulo de pouso menor, um veículo de ascensão marciana menor e um sistema de reentrada na Terra menor.
O preço estipulado seria de "apenas" 3 bilhões de dólares. O módulo de pouso seria construído com base em Lander InSight, que pousou com sucesso em Marte em 2018.
A Lockheed também é a principal contratada para o projeto, desenvolvimento, teste e produção da espaçonave Orion, que é a parte menos controversa ou com menor risco de cortes orçamentários de todo o programa Artemis.
A empresa atua em outros programas espaciais, como o GOES-R satélites meteorológicos, a coleta de amostras de asteroides por OSIRIS-REx, a sonda Júpiter Junho, e um colete de proteção contra radiação vestível, AstroRad.
De modo geral, desde sistemas militares essenciais até veículos e programas espaciais igualmente importantes, a Lockheed Martin está na vanguarda da inovação americana e da exploração do espaço profundo.
A empresa deve se beneficiar de iterações posteriores do programa Artemis, bem como de muitas outras missões focadas no espaço profundo e em Marte no longo prazo.
Você pode ler mais sobre a empresa em nosso relatório de investimento dedicado “Lockheed Martin (LMT) Spotlight: Um líder em defesa e aeroespacial").
2 Northrop Grumman
(NOC )
Northrop Grumman é uma empresa aeroespacial de defesa mais famosa pela criação de o icônico bombardeiro estratégico stealth B-2, cada um custando quase um bilhão de dólares. Este design com mais de 20 anos será substituído pelo B-21, que ainda está em desenvolvimento.
A empresa também está na vanguarda da tecnologia espacial e tem trabalhado notavelmente em o telescópio espacial James Webb de última geração.
Fonte: Northrop
A empresa obtém a maior parte de suas receitas de sistemas espaciais e aeronáuticos, com outro grande segmento, a divisão de sistemas de missão, cobrindo uma ampla gama de sensores, software de defesa cibernética, comunicação segura e C4ISR (Comando, Controle, Comunicações, Computadores, Inteligência, Vigilância e Reconhecimento).
É também um dos principais produtores de munições, desde pequeno calibre até projéteis guiados e grande calibre.
Fonte: Northrop
A empresa aguarda com expectativa a sua posição como fornecedora de armas avançadas, com o desenvolvimento e implantação de sistemas de armas autônomos como o X-47B, helicóptero drone Fire Scout, drones de vigilância Global Hawk e MQ-4C Triton, ou futuros drones de ataque autônomos.
A empresa está na vanguarda do desenvolvimento de armas de energia direta (lasers), guerra eletrônica, sistemas anti-drone e mísseis balísticos intercontinentais.
A Northrop Grumman está fornecendo aos EUA algumas de suas capacidades mais avançadas, desde o espaço até o comando integrado e bombardeiros pesados furtivos.
Poderia ser afetada pelo cancelamento do SLS, mas continua sendo líder em tecnologias espaciais como veículos hipersônicos, alerta e rastreamento de mísseis, comunicações via satélite e sistemas de propulsão.
3. Laboratório de foguetes
(RKLB )
A Rocket Lab é uma das concorrentes mais sérias da SpaceX no mercado de foguetes reutilizáveis.
A empresa concentrou-se inicialmente em pequenos foguetes, com o sistema de lançamento Electron (320 kg de carga útil), que está a ser progressivamente transformado em um foguete parcialmente reutilizável. Até agora, a Electron implantou 224 satélites em 70 lançamentos.
Mais tarde, a Rocket Lab pretende criar um foguete reutilizável de médio porte, o Neutron, comparável ao Falcon 9 (8,000 kg para LEO em modo totalmente reutilizável, 1,500 kg para Marte ou Vênus).
Fonte: Rocket Lab
O Neutron será movido por um motor de foguete que queima metano (como o Starship), o que parece ser a tendência para a próxima geração de foguetes.
Vai usar o recém-inaugurado Complexo de Lançamento 3, assim como uma plataforma de pouso personalizada no mar construída pelos estaleiros Bollinger, a maior construtora e reparadora de navios de propriedade privada dos Estados Unidos.
Fonte: Rocket Lab
A Rocket Lab propôs usar o Neutron para uma missão de retorno de amostras de Marte de 2 bilhões de dólaresEsta não é a primeira vez que a Rocket Lab ajuda a NASA:
- A NASA está preparando algo em breve. FUGIRA missão Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (EPAD) para estudar como os ventos solares interagem com o campo magnético e a atmosfera de Marte será construída pela Rocket Lab.
- Ela fornece as espaçonaves cubesat para a NASA. CAPSTONE (Experimento de Operações e Navegação Tecnológica do Sistema de Posicionamento Autônomo Cislunar) missão para testar a estabilidade da órbita ao redor da Lua que a agência espacial Lunar Gateway, proposta pela agência, irá testar.
A empresa também se destaca pelo seu processo de fabricação de satélites totalmente integrado verticalmente, o que lhe permite otimizar custos e velocidade de projeto.
Isso resultou em vários contratos com a NASA e o governo dos EUA, incluindo um contrato de satélite militar de US$ 515 milhões. E um contrato civil de US$ 143 milhões para a Globalstar.
Rocket Lab também é um grande fabricante de painéis solares para satélites após as aquisições da SolAero Technologies em 2022, com mais de 1000 satélites alimentados por esses painéis e células solares de 4 MW fabricadas no total.
Fonte: Rocket Lab
Por enquanto, o seu sistema de lançamento depende de fornecedores externos, mas uma série de aquisições estratégicas está mudando isso, replicando para sistemas de lançamento a estratégia de integração vertical já alcançada no projeto e na fabricação de satélites.
A empresa também estuda a possibilidade de uma constelação LEO de telecomunicações para gerar receitas recorrentes. Também está contribuindo para pesquisas para fabricação no espaço com Varda Space Industries e inspeção de detritos orbitais.
Enquanto a SpaceX tinha o talento empresarial (e dinheiro) de Elon Musk para desenvolver sua tecnologia do zero, a Rocket Lab usou uma mistura de P&D e aquisições para integrar verticalmente a tecnologia necessária.
A empresa se mostrou muito bem-sucedida na fabricação de satélites e agora busca replicar essa estratégia para foguetes reutilizáveis. Considerando o fluxo de caixa existente com a produção de satélites e o sucesso do Electron, a Rocket Lab é uma boa candidata para alcançar a vantagem da SpaceX.
(Você pode ler mais sobre a empresa em nosso relatório de investimento dedicado ao Rocket Lab.)
