Para a Lua e Marte – Mapeando a Nova Corrida Espacial

Corrida Espacial 2.0

A primeira exploração espacial da humanidade ocorreu durante a Guerra Fria e a grande luta de poder entre os EUA e a União Soviética. Por mais lamentável que seja, parece que uma das maiores conquistas da nossa espécie precisou de conflitos e da ameaça de guerra para avançar.

Após o pouso da Apollo 11 na Lua e o colapso da União Soviética, o impulso de ir ao espaço diminuiu um pouco. Década após década, mais anos se acumularam sem que nenhum humano tenha caminhado na Lua.

Mas uma nova corrida espacial está se intensificando e, como a primeira, é alimentada pela crescente rivalidade entre os EUA e a nova superpotência em ascensão, a China. Com a Rússia, herdeira da União Soviética, pronta para unir forças com a China.

Ao discutir o progresso recente na exploração espacial, tendemos a focar ou no curto prazo, como o impressionante pouso da SpaceX há alguns dias.

Ou o muito longo prazo, como poderíamos construir uma economia espacial global ou as infraestruturas necessárias para chegar lá, incluindo fornecendo energia verde ilimitada à Terra.

Menos discutido nas próximas 1-2 décadas imediatas, bem como os planos de agências públicas não ocidentais e empresas privadas.

Estações Espaciais

EEI

Após o fim da estação espacial russa Mir em 2001, apenas a EEI (Estação Espacial Internacional) ainda permanecia em órbita com astronautas.

Fonte: NASA

Esta peça envelhecida, iniciada em 1998, está cada vez mais difícil de manter e propensa a falhas. Como resultado, espera-se que seja desativada até, no máximo, 2030.

No verão de 2024, a NASA anunciou que a SpaceX foi selecionada para desenvolver e entregar o Veículo de Desorbitamento dos EUA.

Tiandong da China

A EEI foi recentemente acompanhada pela estação espacial Tiandong da China (significando Palácio Celestial), cuja construção começou em 2021.

Fonte: Wikipedia

A China decidiu construir sua própria estação seguindo a Emenda Wolf, uma lei dos EUA de 2011 que proibiu a China de colaborar com os EUA, Europa ou Japão na exploração espacial, especialmente com a EEI.

Agora é amplamente visto como uma má ideia, e isso fez a China desenvolver sua própria capacidade de lançamento espacial e construção de estação espacial. Tiandong está agora abrindo para astronautas não chineses, provavelmente primeiro para seus parceiros russos, que foram fundamentais para acelerar o progresso da China no espaço.

A China planeja dobrar a estação de 3 para 6 módulos nos próximos anos. Isso elevaria sua massa para 180 toneladas métricas, ou apenas 40% das 450 toneladas da EEI.

Fonte: Wikipedia

Discussões online também se concentraram em como o design interior do Tiandong é mais simplificado em comparação com a EEI, mas isso pode ser um pouco injusto, já que o Tiandong se beneficiou de tecnologia de TI muito mais recente e da experiência da construção da Mir e da EEI.

Fonte: Reddit

Tiandong proporcionará experiência ao taikonauta chinês, a palavra chinesa para astronauta, da mesma forma que os russos usavam cosmonauta, e será usado para realizar missões científicas.

Também servirá um telescópio espacial semelhante ao Hubble chamado Xuntian (“levantamento dos céus.”), que compartilhará a órbita da estação espacial e será mantido por reparos, manutenção e futuras atualizações do Tiandong.

“O telescópio Xuntian tem sido o projeto científico mais importante desde o lançamento do programa de estação espacial do nosso país. É uma instalação científica que a comunidade astronômica chinesa aguardava ansiosamente, e uma instalação que representa a alta tecnologia de nível estatal em astronomia.

O Hubble pode ver uma ovelha, mas o CSST vê milhares, todos com a mesma resolução,”

Zhou Jianping – Designer-chefe do programa espacial tripulado da China

Estação Russa

Desde o fim da Mir, a Rússia tem sido um parceiro chave no programa da EEI, refletindo uma nova era de orçamento mais limitado pós‑União Soviética e melhores relações internacionais.

A guerra na Ucrânia tem pesado muito sobre isso, e em 2024 anunciou planos de sair do programa da EEI e construir sua própria estação espacial de 4 módulos. O primeiro módulo será lançado até 2025, com os 4 módulos principais anexados até 2030 e mais 2 até 2033.

Fonte: Payload

Este plano ambicioso ilustra a intenção de Moscou de permanecer um parceiro independente da China e não depender totalmente dela em relação à exploração espacial. No entanto, pode sofrer restrições orçamentárias se a guerra na Ucrânia persistir ou se a economia russa desacelerar. Também dependerá fortemente do sucesso do lançador pesado Angara A5 recentemente testado.

Leve-nos à Lua

Além das estações espaciais, a Lua é a principal preocupação da nova corrida espacial, com a NASA e seus parceiros internacionais, bem como Rússia e China, planejando construir bases habitadas permanentemente.

Isso se deve a alguns pontos-chave que tornam a Lua muito atraente para um primeiro passo na colonização interplanetária.

Proximidade

O primeiro argumento para desenvolver nossa primeira base espacial na Lua é que ela está relativamente próxima da Terra. Ao contrário do que se poderia esperar, isso não reduz significativamente o número total de lançamentos de foguetes ou a energia necessária para alcançá-la. Uma vez em órbita, tudo no sistema solar está “próximo” em termos de energia requerida.

No entanto, é uma viagem muito mais curta. Isso traz várias vantagens:

• Menos tempo de viagem significa menor exposição à radiação e menor necessidade de blindagem pesada da nave de trânsito.
• Levar suprimentos extras em uma emergência ou evacuar um astronauta doente ou ferido é mais rápido.
• Existe quase nenhuma latência de comunicação (1,25 segundos), o que permite comunicação quase instantânea, conversa em tempo real e assistência com sistemas teleoperados.

Gravidade

A gravidade da Lua é 1/6 da da Terra. Isso não é muito, mas pode ajudar a reduzir os efeitos negativos à saúde da microgravidade, como os observados nas estações espaciais. Na verdade, poderia ser uma mina de ouro de informações para entender o que a gravidade baixa, porém não nula, faz ao corpo humano a longo prazo, algo ainda não compreendido. E, obviamente, esses dados são muito importantes para entender se um dia poderemos colonizar Marte.

Também facilita tudo, desde a fabricação até a manutenção e a vida diária. Os objetos caem, líquidos e alimentos não flutuam, etc.

Regolito Metálico

Muitos imaginam a superfície da Lua feita de uma rocha branca empoeirada. Na verdade, a superfície da Lua, especialmente os primeiros 15 metros (16 jardas), é composta por um fino pó abrasivo resultante da bombardeamento de meteoritos, chamado regolito.

Esse regolito é composto principalmente de oxigênio (43%) e silício (20,1%), mas também contém muitos metais: 12,5% ferro, 7,4% alumínio, 6,1% magnésio e 1,8% titânio. Isso significa que ele poderia fornecer, diretamente da superfície, todos os metais necessários para construir grandes habitats e painéis solares para uma Base Lunar.

Poderia ainda fornecer mais metais do que precisamos para construir painéis solares para abastecer a Terra ou grandes espaçonaves para trânsito em massa para Marte.

Também é possível fundi‑lo e refiná‑lo usando recursos locais de forma relativamente fácil. Para mais informações, você pode conferir o excelente (e longo) vídeo do canal Astrum sobre o assunto:

Ausência de Ar

Como a Lua não tem atmosfera, provavelmente nunca terá bilhões de habitantes. No entanto, isso traz algumas grandes vantagens.

O primeiro é que a fundição de metal do regolito em vácuo rígido pode ser feita transformando-os em gases. Isso pode ser feito a temperaturas abaixo de 1.000 °C, fáceis de alcançar com concentradores solares.

Outra vantagem de não ter ar combinada com baixa gravidade é que deixar a superfície da Lua é muito mais fácil do que deixar a da Terra. Enquanto na Terra, os propulsores de massa, uma espécie de catapulta de alta velocidade para espaçonaves em órbita, ainda são ficção científica, poderíamos provavelmente construir um na Lua amanhã com o orçamento adequado.

Combinado com a abundância de material local, isso sugere que pode fazer mais sentido minerar e fabricar a maior parte do material necessário para a exploração espacial na Lua.

Planos da NASA para a Lua

O plano da NASA para a Lua está coberto pelas missões Artemis, começando com Artemis I até Artemis IV, com a construção de uma base lunar permanente, bem como uma estação espacial na órbita da Lua, o Lunar Gateway.

Fonte: NASA

O plano é de uma missão por ano, com 4 astronautas a cada missão, 2 em órbita e 2 na própria Lua.

Fonte: The Planetary Society

Atrasos se Acumulando

Um problema recorrente do programa Artemis são os atrasos no cronograma planejado. Em 2020, Artemis II e III já estavam previstos para 2024.

Um ponto crítico é o SLS (Space Launch System), um novo foguete construído pelos grandes contratantes de defesa e aeroespacial Boeing, Aerojet Rocketdyne (parte da L3Harris), Lockheed Martin e Northrop Grumman. Os custos totais de desenvolvimento do SLS explodiram para US$ 100 bi, ou US$ 12 mi por dia, e passou por várias falhas durante os testes. Como um foguete não reutilizável, ele também aumenta significativamente o orçamento das missões lunares.

O módulo lunar, ou Sistema de Pouso Humano (HLS), também está atrasado, que foi avaliado com 70% de chance de estar pronto até 2028. Enquanto isso, a equipe do rover Artemis da Lockheed Martin está sendo substituída por funcionários da Leidos.

O prazo mais próximo para que