A missão tripulada dos EUA para orbitar a Lua foi lançada com sucesso

No início da noite do dia 1 de abril, a nova geração de foguetão lunar do National Aeronautics and Space Administration (NASA) dos EUA, o “Space Launch System” (“SLS”), foi lançada do Centro Espacial Kennedy, na Flórida, para executar a missão tripulada “Artemis 2”, em órbita lunar. Esta é a primeira vez, desde 1972, que os EUA enviam um voo tripulado para a Lua.

Leituras adicionais

Aceitar riscos e correr contra o tempo: Porque é que os EUA estão tão apressados em concretizar o “salto à Lua” da humanidade, o primeiro em mais de 50 anos?

Na ausência de factores como o tempo atmosférico, às 18:24 do dia 1 de abril, durante a tarde, no Centro Espacial Kennedy, na Flórida, a missão “Artemis 2” da National Aeronautics and Space Administration (NASA) dos EUA atingiu a sua primeira janela de oportunidade.

Com os 4 astronautas a bordo do novo foguetão lunar de geração seguinte “Space Launch System” (SLS) e da nave “Orion”, a viagem em redor da Lua terá a duração de 10 dias.

É a primeira vez que a humanidade “vai à Lua” após o “Programa Apollo”, e também prepara de forma crucial o próximo passo dos EUA nas suas acções de aterragem tripulada na Lua, sendo considerada muito atractiva, mas também repleta de pontos de risco.

Significado em dois aspectos

A NASA lançou o programa de aterragem lunar “Artemis”, em 2019, com o objectivo de criar uma base lunar permanente, desenvolver recursos naturais e lançar uma plataforma para futuras explorações do espaço profundo, como a aterragem em Marte.

Depois de concluir, há três anos, o primeiro teste de voo não tripulado em órbita lunar do “Artemis 1”, o “Artemis 2” evoluiu para a primeira missão tripulada em órbita lunar.

Se tudo correr bem, após a descolagem do foguetão, no prazo de 3 horas e meia, a nave “Orion” ficará totalmente separada do foguetão.

A nave entrará primeiro na órbita terrestre e, cerca de um dia depois, seguirá para a Lua. Ao chegar à órbita lunar, a nave utilizará a força gravitacional da Lua para realizar um voo em torno da Lua em forma de “U”, um “U-shaped ring turnaround”.

Por fim, sob a gravidade da Terra, prevê-se que a nave faça uma queda na água no Oceano Pacífico, fora da costa oeste dos EUA, em 10 de abril.

O principal objectivo desta missão é testar de forma abrangente, num ambiente real de espaço profundo, o sistema de suporte de vida da nave “Orion”, o seu sistema de navegação e comunicações e o desempenho do escudo térmico.

O que chama a atenção é que o “Artemis 2” estabeleceu vários “primeiros”.

Em termos de hardware, é a primeira vez que o novo foguetão lunar de geração seguinte “Space Launch System” e a nave “Orion” trabalham em conjunto para executar uma missão de voo tripulado.

O novo foguetão lunar tem cerca de 98 metros de altura; trata-se do foguetão mais pesado que a NASA já lançou. Com os propelentes cheios, pesa cerca de 2500 toneladas e consegue levar uma carga útil efectiva de 27 toneladas até à Lua.

A nave “Orion” tem cerca de 5 metros de diâmetro máximo, capacidade habitável de 8,95 metros cúbicos e está equipada com 33 motores.

Esta é a estreia tripulada da “Orion”; a sua fiabilidade será verificada pela primeira vez com dados reais de pessoas a bordo.

Quanto às pessoas: os 4 astronautas não serão apenas os primeiros habitantes da Terra a “ir à Lua” desde 1972; também “representarão” a humanidade, pela primeira vez, para observar de perto a “face oculta” da Lua e recolher e analisar dados dessa face.

Ao mesmo tempo, alguns dados poderão actualizar registos da indústria da astronáutica tripulada.

Um deles é que a humanidade poderá quebrar o recorde de voo em espaço profundo, abrindo a maior distância possível relativamente à Terra.

Em 1970, o “Apollo 13” estabeleceu o recorde de mais de 248 milhas (cerca de 400 mil quilómetros). Desta vez, prevê-se que chegue a 252 milhas, ultrapassando 400 mil quilómetros.

Outro dado histórico é que, quando a “Orion” regressar à atmosfera, a velocidade de reentrada atingirá 40 mil quilómetros por hora.

Wang Yanan, especialista em aviação da Beijing University of Aeronautics and Astronautics e editora-chefe de “Aviation Knowledge”, apontou que a missão “Artemis 2” tem duas importâncias decisivas para captar a atenção global.

Em primeiro lugar, após o fim do “Programa Apollo”, apenas sondas não tripuladas tinham entrado em órbita lunar; esta é a primeira missão tripulada que leva seres humanos para a órbita lunar em mais de 50 anos. E a conclusão da órbita lunar tripulada é o primeiro passo-chave e o patamar de risco antes da aterragem tripulada na Lua, sendo também uma condição importante para alcançar uma aterragem suave na superfície lunar.

Em segundo lugar, o foguetão de transporte e a nave tripulada utilizados desta vez são equipamento totalmente desenvolvido de novo, não produtos deixados da era do “Apollo”. A órbita lunar tripulada é uma prova “em combate” dos novos equipamentos, com desafios elevados. O grau de conclusão deste objectivo de engenharia está directamente relacionado com a existência de uma base sólida para a aterragem tripulada na Lua.

Três pontos de risco

No entanto, por se tratar do primeiro avanço da humanidade em direcção à Lua em mais de meio século, se o “Artemis 2” conseguirá alcançar um “voo perfeito”, acredita-se que enfrenta alguns desafios.

Wang Yanan receia três pontos de risco.

O primeiro é uma potencial falha de segurança no escudo térmico.

No regresso, a “Orion” voltará a entrar na atmosfera terrestre a uma velocidade de 40 mil quilómetros por hora; o escudo térmico terá de suportar mais de 2700 graus Celsius, ou seja, uma temperatura elevada equivalente a metade da temperatura da superfície do Sol.

“Se o sistema de protecção contra o calor não passar, e na ausência de capacidade humana para resgate, durante a reentrada na atmosfera a nave poderá sofrer danos, no pior caso levando à destruição do navio e à perda de vidas.” Disse Wang Yanan.

Na missão de 2022 “Artemis 1” não tripulada em órbita lunar, durante a reentrada na atmosfera o escudo térmico da “Orion” já tinha ocorrido um “acidente”, com múltiplos azulejos de isolamento térmico a fissurarem e a soltarem-se.

Desta vez, a NASA optou por não substituir o escudo térmico, mas sim ajustar a trajectória de reentrada da nave para reduzir a carga térmica, tendo sido criticada com veemência por um ex-astronauta dos EUA, que a chamou de “louca”.

O segundo é a estabilidade do sistema de controlo ambiental.

Durante a viagem em torno da Lua, indicadores dentro do compartimento, como teor de oxigénio, concentração de dióxido de carbono, temperatura e humidade, devem manter-se estáveis; caso contrário, isso pode afectar o trabalho e a vida dos astronautas e até pôr em risco a sobrevivência.

Tendo em conta que antes o sistema de controlo ambiental apresentou problemas durante testes em órbita lunar não tripulados, desta vez, com um ambiente tripulado, a complexidade da missão é maior e o risco é mais elevado.

“A operação e as actividades dos astronautas terão efeitos contrários no ambiente, trazendo mais variáveis humanas.” Disse Wang Yanan.

O terceiro é a fiabilidade do sistema de propulsão e avanço.

Nos ensaios anteriores do foguetão SLS, surgiram falhas como fugas de hidrogénio líquido e interrupções do fornecimento de gás hélio, uma após outra, levando a que o lançamento fosse adiado repetidamente.

Se as falhas se repetirem, afectará a estabilidade do voo em órbita lunar, incluindo a precisão do controlo da trajectória e a atitude da nave.

Wang Yanan afirmou que muitos “problemas teimosos” técnicos ainda não foram resolvidos de forma adequada; no entanto, a NASA relaxou a tolerância ao risco e avançou apressadamente com a missão em órbita lunar, o que claramente tem um tom de corrida contra o tempo.

Na sua opinião, a razão para tamanha pressa dos EUA está ligada à mentalidade de Guerra Fria de competição entre grandes potências, especialmente o desejo de concretizar a aterragem lunar tripulada antes da China.

Desde o “Programa Apollo”, a humanidade obteve grandes avanços na área de sondas lunares não tripuladas.

Em particular, as missões de exploração da série “Chang’e” da China conseguiram avanços decisivos, como a aterragem no pólo lunar e a recolha de amostras do solo lunar com regresso.

À medida que a exploração lunar não tripulada amadurece altamente, chega a oportunidade de retomar a exploração lunar tripulada; incluindo a China e os EUA, vários países elaboraram planos para aterragem lunar tripulada.

No entanto, ao contrário da pressa dos EUA, a China, antes de executar missões tripuladas para a Lua ou aterragem lunar, dá prioridade a manter margens de segurança suficientes; em fases de risco, define redundâncias e planos de resgate, assegurando plenamente a segurança dos tripulantes.

“Para a engenharia espacial, qualquer imprevisto é um grande revés.” Disse Wang Yanan.

Ele também sublinhou que o objectivo fundamental do desenvolvimento da indústria espacial humana não é “ser o primeiro”, mas sim fazer com que as recompensas de engenharia, tecnologia e investigação científica obtidas beneficiem mais pessoas.

Perspectiva incerta

Embora os EUA estejam com a mente voltada para a competição, “a pressa não faz com que se cozam os pratos a tempo”.

Desde a sua apresentação, o programa “Artemis” não tem corrido de forma suave, apesar do enorme investimento de dinheiro.

Ao longo de 7 anos, apenas em novembro de 2022 foi concluído o voo de ensaio não tripulado do “Artemis 1” em órbita lunar.

O “Artemis 2” tripulado em órbita lunar, previsto para 2024, foi também adiado repetidamente devido a factores fora do controlo, como falhas técnicas.

Chegou mesmo a ocorrer um grande ajuste em todo o programa “Artemis”.

De acordo com os arranjos originais, após a conclusão da missão de voo em órbita lunar tripulada, os EUA executariam em 2027 a missão de aterragem lunar tripulada “Artemis 3”.

Agora, a missão “3” será alterada para realizar testes de capacidades de sistemas e de operação em órbita baixa.

As missões de aterragem lunar tripulada serão realizadas pelos “Artemis 4” e “Artemis 5” em 2028 e 2030.

Para isso, o programa “Artemis” tem sido gozado como o projecto espacial menos eficiente da história da NASA.

Wang Yanan considera que os EUA continuam a estar entre os líderes mundiais no domínio da engenharia espacial, mas se o programa “Artemis” será concluído atempadamente ainda há incerteza.

Em primeiro lugar, o tempo é curto, a missão é pesada, e correr contra o tempo implica riscos elevados.

Concretizar a aterragem lunar tripulada inclui múltiplas etapas-chave: concluir a órbita lunar tripulada; garantir que o hardware está devidamente equipado, incluindo o sucesso de testes de um foguetão pesado e a entrega atempada de um novo módulo de aterragem lunar; enviar todo o sistema de aterragem lunar tripulada, incluindo a nave, pessoas e carga, para a órbita lunar e concretizar uma aterragem suave na superfície da Lua; abastecer combustível durante a permanência na Lua; acender e descolar da superfície lunar no regresso; etc.

“A dificuldade é muito superior à do ‘Programa Apollo’. Cada etapa-chave envolve testes necessários; para concluir até 2030, o calendário está muito apertado. A pressa significa comprimir ao máximo o tempo de validação das margens, e o que se sacrifica é a segurança e a fiabilidade.”

Em segundo lugar, a cooperação a nível nacional e internacional pode não ser fluida.

No plano interno, a missão “Artemis” introduz empresas privadas para participarem no desenvolvimento, como a SpaceX e a Blue Origin a desenvolverem módulos de aterragem lunar, formando uma estrutura em que coexistem a NASA, a indústria militar tradicional e grandes empresas de indústria aeroespacial, bem como empresas tecnológicas emergentes. As características das entidades participantes, os seus modos de actuação e os seus antecedentes culturais são completamente diferentes, havendo problemas de coordenação e comunicação.

No plano internacional, os EUA decidiram avançar com a rota de cooperação internacional para promover o programa “Artemis”; contudo, neste momento, os EUA e os seus aliados ocidentais têm contradições crescentes em questões como território e defesa, e a instabilidade nas relações entre ambos poderá afectar seriamente a cooperação em grandes projectos espaciais.

Os EUA pretendem aproveitar a liderança na nova corrida espacial da era, mas se conseguirão ou não o que querem, o mundo inteiro será testemunha.

（Fonte: CCTV News）