Artemis 1 lançará as bases para a futura exploração lunar e além

Cerca de duas horas após o lançamento, o estágio superior do SLS – conhecido como Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) – dará a Orion seu grande impulso para ir à lua, onde permanecerá em órbita por entre seis e 19 dias. Crédito da imagem: NASA

Artemis 1 é o primeiro estágio de uma série de missões projetadas para enviar humanos à lua como parte do programa Artemis. 

O foguete do Sistema de Lançamento Espacial (SLS) da NASA lançará um sistema de exploração do espaço profundo não tripulado, a espaçonave Orion, ao redor da lua e de volta em um esforço para testar o módulo Orion, o foguete SLS e os sistemas terrestres no Centro Espacial Kennedy, colocando as bases para missões subsequentes dentro do programa Artemis.

Artemis 1 deve ser lançado no final de agosto, com a primeira janela de lançamento agendada para 29 de agosto. As janelas de lançamento de backup estão marcadas para 2 e 5 de setembro.

DE VOLTA À LUA

2022 marca meio século desde que o astronauta da Apollo 17, Eugene Cernan, deixou as últimas pegadas na Lua em 1972, e muita coisa mudou desde então. 

Naquele ano, a primeira calculadora científica portátil foi lançada; hoje carregamos mais poder de computação em nosso bolso do que aquele que guiou com segurança os astronautas da Apollo para a lua e de volta. 

Agora, finalmente, a humanidade está prestes a deixar a órbita baixa da Terra (LEO) novamente. Apenas duas dúzias de astronautas conseguiram esse feito até agora, todos eles homens brancos. Em breve, a primeira astronauta mulher e a primeira astronauta de cor se juntarão às listas elogiadas de moonwalkers (pessoa que caminha na superfície da lua). Tudo graças ao programa Artemis, o plano da NASA de explorar mais da superfície lunar do que nunca. 

Em 2025, poderemos ver os astronautas andando na poeira lunar mais uma vez, e com muito mais detalhes, graças às atualizações de imagens de vídeo granuladas em preto e branco que meio século de progresso tecnológico trouxe. Toda uma nova geração poderia se ver como viajantes espaciais iniciantes, inspirados a sonhar grande.

Mas realizar este próximo lançamento requer um sistema de lançamento totalmente novo e um pouco de prática primeiro. 

O Artemis 1 não tripulado marcará a estreia do enorme foguete SLS da NASA. 

O novo megafoguete enviará a cápsula Orion em uma jornada de aproximadamente quatro semanas ao redor da lua. Se tudo correr conforme o planejado, a missão Artemis 2 seguirá em 2024, enviando astronautas ao redor da lua e de volta. 

O Artemis 3 colocará os astronautas na lua, perto do polo sul lunar, com a ajuda do veículo Starship da SpaceX. Esta missão histórica está prevista para 2025 ou 2026.

Representação artística de astronautas trabalhando na superfície lunar. Crédito da imagem: NASA

O VOO DE ARTEMIS 1 PARA A LUA

Dois enormes propulsores de foguetes sólidos e um palco central preenchido com 2,8 milhões de litros (733.000 galões) de propelente irão alimentar Orion através da atmosfera da Terra até a órbita. O estágio superior do SLS, conhecido como Estágio Interino de Propulsão Criogênica (ICPS), será então disparado para enviar Orion em direção à lua.

Uma vez que o ICPS é acionado, ele tem outro trabalho: Implantar 10 minúsculos CubeSats que estão pedindo carona a bordo do Artemis 1. Essas pequenas espaçonaves incluem o BioSentinel, uma missão que levará amostras de levedura além da LEO. A ideia é estudar os níveis de radiação e seus efeitos nos organismos vivos, o que fornecerá informações importantes para manter os astronautas seguros quando voarem em futuras missões Artemis.

Após a separação do ICPS, o Orion será impulsionado e alimentado pelo Módulo de Serviço Europeu, construído pela Agência Espacial Europeia (ESA). “O Módulo de Serviço também fornecerá consumíveis para a futura tripulação, incluindo água e oxigênio”, disse Phillippe Berthe, gerente de coordenação de projeto da ESA para o módulo.

Artemis 1 trajetória de voo para a lua e de volta. A duração total é estimada entre 26 e 42 dias. Crédito da imagem: NASA

Artemis 1 ficará fora por entre 26 e 42 dias. Levará de uma a duas semanas para chegar à lua, onde Orion se aproximará da superfície lunar e usará o chute gravitacional que recebe para entrar na chamada "órbita retrógrada distante". 

Retrógrado significa que orbitará a lua na direção oposta àquela em que a lua gira. Orion permanecerá nessa órbita entre seis e 19 dias. Em seguida, ele voltará para a lua para outro chute para ajudar a impulsionar sua jornada de nove a 19 dias de volta à Terra.

RECORDISTA

Mesmo sem tripulação, Artemis 1 será um recordista. De acordo com a NASA. “O Orion ficará no espaço por mais tempo do que qualquer nave para astronautas sem atracar em uma estação espacial e voltará para casa mais rápido e mais quente do que nunca”. 

O módulo Orion atingirá temperaturas de 2.760 graus Celsius (5.000 graus Fahrenheit) durante a reentrada.

Então, como o novo módulo de serviço Orion se compara aos módulos lunares que enviaram os astronautas da Apollo para a lua? "A propulsão é basicamente a mesma; é muito comparável à era Apollo", disse Berthe. No entanto, meio século de progresso tecnológico trouxe outros avanços. "Houve grandes melhorias nas células solares", disse Berthe. 

"O poder computacional é outra grande melhoria", disse Berthe. Os astronautas da Apollo voaram para a lua com menos poder de computação do que o encontrado em um iPhone. Isso significava muitas tarefas manuais para a tripulação. Desta vez, os poderosos computadores da espaçonave podem fazer a maior parte do trabalho pesado. 

"Podemos programar operações muito mais complexas agora. A equipe não precisa intervir diretamente em cada detalhe minucioso", disse Berthe.

EQUIPE ARTEMIS 1

Embora nenhum humano voará com o Artemis 1, a missão ainda possui uma equipe impressionante. 

O assento do comandante será ocupado pelo manequim Comandante Moonikin Campos vestido com o Orion Crew Survival System, um traje especial projetado para ajudar na proteção contra a radiação. Dois sensores de radiação monitorarão os níveis de radiação durante o voo. Moonkin Campos recebeu o nome do engenheiro elétrico Arturo Campus, que foi a pessoa chave para trazer a missão Apollo 13 com segurança de volta à Terra.

Campos será acompanhado por duas astronautas simuladas que ocuparão outros assentos do Orion, cortesia de pesquisa da agência espacial alemã (DLR). Um dos bonecos, Zohar, usará um colete de proteção contra radiação chamado StemRad. A outra, Helga, irá sem proteção.

Os manequins serão amarrados, mas o ambiente sem peso também precisa ser testado. Então a NASA colocará um "indicador de gravidade zero" na forma de um brinquedo fofinho Snoopy vestido com um macacão laranja icônico da NASA, de acordo com um comunicado da NASA. O personagem da história em quadrinhos tem uma longa associação com a exploração lunar; a tripulação da Apollo 10 apelidou seu módulo lunar Snoopy.

Também se juntando à equipe do Artemis 1 está a ovelha stop-motion favorita de todos, Shaun. O inteligente cordeiro Shropshire, em forma de boneco de pelúcia, voará a bordo da espaçonave Orion para a lua graças a um acordo da Agência Espacial Europeia (ESA) que construiu o módulo de serviço de fornecimento de energia para a missão. 

Shaun está voando no Artemis I Official Flight Kit (OFK) em nome da ESA (Agência Espacial Europeia). Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia

“Este é um momento emocionante para Shaun e para nós da ESA”, disse David Parker, diretor de exploração humana e robótica da ESA, disse em um comunicado divulgado em 2 de agosto. "Estamos muito felizes por ele ter sido selecionado para a missão e entendemos que, embora possa ser um pequeno passo para um humano, é um salto gigantesco para a humanidade".

Completando a equipe da Artemis 1 estão quatro minifiguras de Lego, Kate, Kyle, Julia e Sebastian. O voo dos brinquedos faz parte de uma colaboração com a NASA em "Build to Launch: A STEAM Exploration Series, que envolve 10 semanas de conteúdo digital sobre espaço e tópicos relacionados em STEAM (ciência, tecnologia, engenharia, arte e matemática).

COMO ARTEMIS 1 MUDOU AO LONGO DOS ANOS

Este projeto tem sido um trabalho de amor para Berthe, que está envolvido com isso há quase duas décadas e viu muitos obstáculos irem e virem. 

"Um dos maiores desafios tem sido manter o apoio em quatro administrações", disse ele.

As administrações dos presidentes dos EUA, Bush, Obama, Trump e Biden deram seu toque ao programa de voos espaciais tripulados do país, mudando o foco da NASA, da lua para um asteroide e depois de volta para a lua novamente ao longo dos anos. 

As linhas do tempo de Artemis também mudaram; O presidente Trump apontou 2024 para o primeiro pouso lunar tripulado do programa, por exemplo. 

"A missão mudou muitas vezes", disse Berthe.

No topo da política veio a pandemia de coronavírus, que certamente não ajudou. Mas Berthe disse que a pandemia não teve um impacto tão grande quanto ele temia. "Foi difícil para as pessoas cruzarem as fronteiras internacionais", disse ele, observando que a complicação "nos atrasou um pouco".

Também houve muitos opositores do Artemis, aqueles que argumentam que enviar humanos de volta à lua é um desperdício de tempo, dinheiro e recursos. Já fizemos isso, dizem essas pessoas, então por que voltar atrás, especialmente porque a humanidade já enviou uma armada de naves robóticas para escanear a lua e sua órbita e atravessar a superfície lunar? 

Berthe tem uma resposta para essa pergunta.

"Um astronauta fará em seis horas [moonwalk] o que um robô pode fazer em seis meses", disse ele. "É mais caro, mas é mais eficiente".

"Queremos ficar permanentemente e construir algo sustentável a longo prazo", disse Berthe. De fato, Artemis visa estabelecer uma presença humana sustentável dentro e ao redor da Lua até o final da década de 2020, disseram funcionários da NASA, enfatizando que o programa também servirá como um trampolim para Marte, para onde a agência quer enviar astronautas na década de 2030.

E Artemis não é apenas sobre a superfície lunar; um posto avançado em órbita lunar chamado Gateway é uma grande parte do programa. Pense nisso como uma Estação Espacial Internacional, mas em órbita ao redor da lua. Uma casa consideravelmente mais longe de casa. O Gateway pode estar pronto em novembro de 2024 e deve durar 15 anos.

Enquanto a bordo do Gateway, os astronautas permanecerão no Posto Avançado de Habitação e Logística (HALO). Há também portos de ancoragem adicionais para naves de carga entrarem e saírem com suprimentos. Os astronautas então se transfeririam para o Starship Human Landing System (HLS), um módulo lunar baseado na nave estelar existente da SpaceX. 

Inicialmente, as estadias serão curtas e em grande parte dentro do módulo de pouso, mas a NASA quer que os astronautas vivam na superfície lunar, no Acampamento Base de Artemis, por pelo menos um mês de cada vez. Em setembro de 2021, a agência lançou um apelo para que as empresas enviassem suas propostas para a próxima geração de trajes espaciais que os astronautas do Artemis usarão durante seus passeios lunares históricos.

QUAL É O PRÓXIMO OBJETIVO?

Após Artemis 1, se tudo correr conforme o planejado, uma segunda missão, Artemis 2, será lançada e transportará astronautas ao redor da lua e de volta em 2024. Então, em 2025 ou 2026, Artemis 3 verá astronautas pousar na lua perto do polo sul lunar.  

Eventualmente, o espaço entre a Terra e a Lua pode estar repleto de naves espaciais transportando mercadorias e astronautas de um lado para o outro. Jeff Bezos, fundador da Amazon e da empresa de voos espaciais Blue Origin, sugeriu que a lua poderia ser um lugar para colocar nossa indústria pesada. Fazer isso liberaria espaço vital na Terra e levaria nossa infraestrutura poluente da atmosfera para algum lugar onde não houvesse nem atmosfera, ensejam o conceito.

A lua também é um ponto de partida ideal para uma exploração mais profunda do sistema solar, dizem os especialistas. O tamanho e a escala do SLS mostram o quão duro temos que trabalhar para escapar das garras gravitacionais da Terra. A gravidade da lua, que é seis vezes mais fraca que a nossa, é consideravelmente mais fácil de se libertar. Há também enormes quantidades de água na lua. Como a água é H2O, isso significa um suprimento abundante de oxigênio. A camada superior da lua sozinha tem oxigênio suficiente para sustentar 8 bilhões de pessoas por 100.000 anos, calcularam os pesquisadores. O oxigênio líquido também é propulsor de foguetes, então a mineração lunar pode levar à criação de "postos de gasolina" fora da Terra, onde naves espaciais em viagem podem encher seus tanques.

É por isso que o Acampamento Base de Artemis estará no polo sul da lua: Já sabemos que há muita água lá. Lunar Flashlight, uma das pequenas espaçonaves que pega carona no Artemis 1, orbitará a lua e lançará lasers infravermelhos em crateras permanentemente sombreadas perto dos polos lunares para revelar ainda mais a quantidade e acessibilidade do gelo de água lá.

A luz solar no polo sul lunar também é favorável; ela é iluminada aproximadamente 90% do tempo, em comparação com duas semanas de luz do dia seguidas por duas semanas de escuridão no resto da lua. Isso é uma boa notícia para um posto avançado lunar alimentado por painéis solares. A combinação desses dois fatores, água e luz solar, pode levar a um momento em que os foguetes abasteçam rotineiramente perto do Acampamento Base de Artemis e decolem para climas mais distantes, como Marte e o cinturão de asteroides.

O ex-chefe da NASA Jim Bridenstine certamente vê a exploração lunar como um passo fundamental em nossa jornada para nos tornarmos uma espécie interplanetária. Ele disse que a humanidade precisa de “vários anos em órbita e na superfície da lua para construir confiança operacional, para realizar um trabalho de longo prazo e sustentar a vida longe da Terra, antes que possamos embarcar na primeira missão humana de vários anos a Marte”.

É tudo parte de voltar para onde viemos. O ferro em seu sangue e o cálcio em seus ossos foram forjados dentro de estrelas que explodiram esses elementos pelo universo quando morreram. Eventualmente, esses átomos se encontraram dentro de criaturas sencientes que sonhavam em navegar entre as estrelas e construíram foguetes do tamanho de uma catedral para levá-los até lá.

O lançamento do Artemis 1 este ano pode ser apenas um pequeno passo, mas é importante. Futuros historiadores poderiam olhar para trás no momento em que a humanidade deu um salto gigante em seu retorno à lua, desta vez para sempre.

RECURSOS ADICIONAIS

• Saiba mais sobre o Artemis 1 com o resumo da missão da ESA e animação informativa. 
• Mostre entusiasmo pelo Artemis e renove seu espaço de trabalho digital com esses planos de fundo de reunião virtual inspirados no Artemis da NASA.
• Leia sobre como todos os estados da América contribuíram para o programa Artemis e explore os parceiros Artemis com este mapa interativo da NASA.

BIBLIOGRAFIA

• "Avaliação da Instrumentação de Voo de Desenvolvimento Artemis-1," Sensores e Instrumentação, Aeronaves/Aeroespacial, Coleta de Energia e Testes de Ambientes Dinâmicos, Volume 7, setembro de 2020, https://doi.org/10.1007/978-3-030-47713- 4_4 
• Marshall Smith et at, "O Programa Artemis: Uma Visão Geral das Atividades da NASA para Retornar Humanos à Lua", IEEE Aerospace Conference, pp. 1-10, March 2020, https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.917232
• John Honeycutt. "NASA's Space Launch System: Progress Toward Launch," Sessão: On-Earth Spaceports and Launch Systems, novembro de 2020, https://doi.org/10.2514/6.2020-4037

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Referência:

STUART, Colin; OBRIJEVIC, Daisy. Artemis 1: The first step in returning astronauts to the moon. Space, Nova York, 16, ago. 2022. References. Disponível em: <https://www.space.com/artemis-1-going-back-to-the-moon>. Acesso em: 16, ago. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.