O futuro da exploração espacial é vermelho

A humanidade sempre foi fascinada pelo espaço: o vasto vazio intocado e, no passado, fora de alcance. Certa vez, pensamos que nunca colocaríamos os pés na lua; estava simplesmente além do nosso alcance, e a simples ideia de pousar em Marte era ridícula.

Desde o primeiro contacto da URSS com a Lua em 1959 e a missão Apollo 8 da NASA em 1968, o apetite da humanidade pela aventura espacial cresceu. Enviamos naves para longe em nosso sistema solar, pousamos em planetas antes inacessíveis e vimos objetos interestelares a bilhões de anos-luz de distância.

Para fazer isso, tivemos que levar as nossas capacidades tecnológicas e físicas ao limite; precisávamos de novas invenções e novas iniciativas para manter a humanidade na vanguarda, para continuar a explorar e a expandir o nosso conhecimento do universo. O que consideramos ser o futuro está cada vez mais perto de se tornar o presente.

AS PRÓXIMAS MISSÕES MANIPULADAS

Em Abril de 2013, a organização Mars One, sediada nos Países Baixos, procurou candidatos dispostos a embarcar numa missão perigosa: uma viagem só de ida ao Planeta Vermelho. Com mais de 200,000 mil voluntários, nem é preciso dizer que encontraram participantes suficientes para a excursão.

A expedição deixaria a Terra em 2018 e chegaria a Marte cerca de 500 dias depois; o objetivo desta missão é estabelecer uma colônia até 2025. Alguns dos parceiros da Mars Ones são Lockheed Martin, Surry Satellite Technology Ltd., SpaceX, entre outros. Eles receberam contratos para desenvolver um módulo de pouso em Marte, um satélite de link de dados, e para fornecer um meio de chegar lá e estabelecer uma colônia.

Serão necessários vários foguetes para levar as cargas para a órbita e depois para Marte; estas cargas incluem satélites, veículos espaciais, carga e, claro, pessoas. O plano é usar o foguete Falcon Heavy da SpaceX para a missão.

O veículo de trânsito de Marte será composto por dois estágios, um módulo de pouso e um habitat de trânsito. A cápsula de pouso considerada para a missão é uma variante da cápsula Dragon, novamente com design da SpaceX. O módulo de pouso transportará unidades de suporte à vida para gerar energia, água e ar respirável para os habitantes. Também abrigará as unidades de abastecimento de alimentos, painéis solares, peças de reposição, outros componentes diversos, unidades residenciais infláveis ​​​​e pessoas.

Existem dois rovers que serão enviados à frente da tripulação. Um irá explorar a superfície marciana em busca de um local para se estabelecer, transportar grandes equipamentos e auxiliar na montagem geral. O segundo rover carregará um trailer para transporte da cápsula de pouso. Para combater as temperaturas extremas, a atmosfera fina e não respirável e a radiação solar na superfície, os colonos usarão trajes de Marte ao caminhar na superfície.

A NASA também tem um plano para pisar no Planeta Vermelho, mas sua missão está programada para cerca de 2030. Eles planejam enviar um grupo de sessenta indivíduos representando mais de 30 órgãos governamentais, indústrias, instituições acadêmicas e outras organizações.

A viabilidade desta missão requer apoio internacional e privado da indústria. Chris Carberry, Diretor Executivo da Mars Society, disse Space.com: “Para tornar isso viável e acessível, você precisa de um orçamento sustentável. Você precisa de um orçamento que seja consistente, que você possa prever ano a ano e que não seja cancelado na próxima gestão”.

A tecnologia que planejam usar para esta missão inclui o Sistema de Lançamento Espacial (SLS) e a cápsula da tripulação do espaço profundo Orion. No Mars Workshop, em dezembro de 2013, a NASA, a Boeing, a Orbital Sciences Corp. e outros estabeleceram acordos sobre o que a missão deveria realizar e como o fariam.

Estes acordos incluem que a exploração humana de Marte é tecnologicamente viável até 2030, que Marte deve ser o foco principal dos voos espaciais humanos durante os próximos vinte a trinta anos, e estabelecem que a utilização da Estação Espacial Internacional (ISS), incluindo parcerias internacionais, é essencial para essas missões no espaço profundo.

A NASA ainda acredita que precisa de mais informações antes de partir para o Planeta Vermelho; para se prepararem para isso, vão enviar rovers em missões precursoras na década de 2020, antes de enviarem humanos ao planeta. Os especialistas não têm certeza da duração da missão e decidirão isso à medida que nos aproximarmos da data de lançamento em 2030.

A Mars One e a NASA não são as únicas organizações que estão de olho em Marte. Outros gostariam de ir para Marte, como Inspiration Mars, Elon Musk e Mars Direct.

Inspiration Mars quer lançar duas pessoas, de preferência um casal. O casal fará um sobrevôo por Marte em janeiro de 2018, onde planejam chegar a 160 quilômetros em agosto do mesmo ano.

O fundador da SpaceX, Elon Musk, sonha em transformar a humanidade em uma espécie multiplanetária. Ele planeja ir a Marte por meio de um foguete reutilizável movido a oxigênio líquido e metano. O plano é começar por colocar aproximadamente dez pessoas no planeta, o que acabará por se transformar num assentamento auto-sustentável contendo cerca de 80,000 pessoas. Segundo Musk, o foguete reutilizável é a chave de toda a missão.

A Mars Direct, que foi criada pela primeira vez na década de 1990 pelo chefe da Mars Society, Robert Zubrin, afirma que é necessária uma abordagem “viver da terra” para manter os custos baixos. Ele planeja fazer isso gerando oxigênio e combustível, retirando da atmosfera material para combustível, usando o solo para obter água e recursos para construção: tudo isso saindo de um reator nuclear. Zubrin afirma que o assentamento se tornará autossuficiente com o tempo.

DISCO VOADOR DA NASA

Em 29 de junho de 2014, a NASA lançou sua nova nave Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade (LDSD) em seu primeiro vôo de teste. Esta nave foi projetada para possíveis missões a Marte em um futuro próximo. Ele foi testado na atmosfera superior da Terra para experimentar como a nave e seu Desacelerador Aerodinâmico Inflável Supersônico (SIAD) e sistemas LDSD funcionariam em um ambiente marciano.

A nave em forma de disco tem dois pares de propulsores descartáveis ​​​​que a giram, bem como um único foguete de estado sólido sob o meio da nave para impulsioná-la. Para o vôo de teste, um grande balão científico elevou a nave a um altitude de 120,000 pés.

Quando a nave atingiu a altitude correta, os propulsores foram ativados para girá-la, aumentando sua estabilidade. Ao mesmo tempo, o foguete sob a nave acelerou o veículo. Quando a aceleração e a altura corretas foram alcançadas – Mach 4 e 180,000 pés – o foguete foi desligado e um segundo conjunto de propulsores apontados na direção oposta foi acionado para desgirar a nave.

Neste ponto, o sistema SIAD foi implantado, um anel inflável ao redor da embarcação se expandiu, aumentando o diâmetro da embarcação de 20 para 26 pés e desacelerando-a para Mach 2.5 (Kramer, 2014). De acordo com os engenheiros da NASA, o sistema SIAD foi implantado conforme esperado, com perturbação mínima para a nave. O próximo passo foi implantar o pára-quedas supersônico que é usado para desacelerar a nave até pousar.

Para fazer isso um balute foi usado para lançar o pára-quedas a velocidades de 200 pés por segundo. O balão foi então cortado e o pára-quedas foi liberado de seu recipiente de armazenamento. O paraquedas começou a rasgar assim que foi liberado; o ambiente de baixa atmosfera foi demais para o pára-quedas e o destruiu.

O investigador principal do LDSD, Ian Clark, disse que “[eles] obtiveram uma visão significativa da física fundamental da inflação do pára-quedas. Estamos literalmente reescrevendo os livros sobre operações de pára-quedas de alta velocidade e estamos fazendo isso um ano antes do previsto” durante uma entrevista coletiva.

Mesmo com a falha do pára-quedas, os engenheiros por trás dele ainda consideram o teste um sucesso, pois lhes deu a oportunidade de ver como um pára-quedas funcionaria em tal ambiente e os prepararia melhor para testes futuros.

MARTE ROVER COM LASERS

Com o sucesso contínuo do seu rover Curiosity Mars, a NASA fez planos para um segundo. Este rover será baseado principalmente no design do Curiosity, mas o foco principal do novo rover é o radar de penetração no solo e os lasers.

O novo rover terá aparência e funcionamento muito parecidos com o Curiosity; terá 6 rodas, pesará uma tonelada e pousará com o auxílio de um guindaste aéreo movido a foguete. A principal diferença entre os dois é que o novo rover terá sete instrumentos contra os dez do Curiosity.

O mastro do novo rover terá a MastCam-Z, uma câmera estereoscópica com capacidade de zoom, e a SuperCam: uma versão avançada da ChemCam do Curiosity. Ele disparará lasers para determinar a composição química das rochas à distância.

O braço do rover terá um Instrumento Planetário para Litoquímica de Raios-X (PIXL); este é um espectrômetro de fluorescência de raios X que possui um gerador de imagens de alta resolução. Isso permite que os cientistas realizem investigações detalhadas em materiais rochosos.

Assim como o PIXL, o novo rover terá o que é chamado de Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC). Este é um espectrofotômetro para o estudo detalhado de rochas e substâncias orgânicas potencialmente detectadas.

O corpo do rover abrigará o Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), que é uma estação meteorológica de alta tecnologia e um Radar Imagers for Mars’ Subsurface Exploration (RIMFAX), que é um radar de penetração no solo.

Um experimento Mars Oxygen ISRU - utilização de recursos in situ - (MOXIE) testará se o oxigênio pode ser produzido a partir da atmosfera marciana rica em dióxido de carbono. O último instrumento é uma perfuratriz que seria usada para coletar amostras; as amostras seriam armazenadas no rover ou no solo em um local especificado.

O novo rover será usado em uma missão a Marte na década de 2020 com o objetivo de identificar rochas que possam ter maiores chances de obter evidências de vidas passadas em Marte. O rover seguirá o caminho que o Curiosity percorreu quando pousou em Marte para verificar um local que o Curiosity estabeleceu que poderia ter sustentado vida.

O novo rover pode procurar assinaturas biológicas, armazenar amostras com a possibilidade de retornar à Terra e promover o objetivo da NASA de colocar pessoas em Marte. Se o veículo espacial não puder voltar à Terra por conta própria, será possível que os astronautas reivindiquem as amostras mais tarde; quando lacradas, as amostras podem durar até vinte anos a partir da coleta.