Como o programa Artemis da NASA planeia enviar astronautas de regresso à lua

Esta campanha lunar começa com o voo de teste de um novo foguetão gigante, seguido por missões que visam levar humanos à lua pela primeira vez desde 1972.

Por Michael Greshko
Publicado 24/08/2022, 11:58
missão Artemis I

O foguetão da missão Artemis I sai do Edifício de Montagem de Veículos pela primeira vez durante os testes no Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, no dia 17 de março de 2022.

Fotografia por Dan Winters, National Geographic

Nos próximos anos, a NASA pretende colocar os primeiros astronautas na lua desde 1972, incluindo a primeira mulher a viajar à superfície lunar. Seguindo os passos do programa Apollo, esta campanha lunar do século XXI, chamada Artemis, pode colocar novamente humanos na superfície da lua já em 2025.

Batizado em homenagem à deusa grega da lua, o programa Artemis foi criado para realizar viagens repetidas à lua, para a NASA e agências espaciais parceiras conseguirem estabelecer um novo ponto de apoio fora do nosso planeta. A NASA também espera que o programa Artemis sirva como o primeiro passo para ambições ainda maiores no espaço, como estabelecer uma presença lunar regular e seguir depois para Marte.

O regresso à lua é complexo e ainda há muitos desafios pela frente, mas também há oportunidades extraordinárias de exploração. Eis o plano para pousar novamente na  superfície lunar, a tecnologia necessária para completar este tipo missão e o que se sabe sobre quem pode ser selecionado para fazer esta odisseia lunar.

O foguetão do Sistema de Lançamento Espacial para o Artemis I no interior do Edifício de Montagem Vertical do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida. Este foguetão com 98 metros de altura foi projetado para lançar a cápsula espacial Orion numa nova série de missões à lua.

Quais são as naves usadas no programa Artemis?

Durante as missões Artemis, as tripulações vão viver a bordo da Orion, uma cápsula projetada para manter uma tripulação de quatro pessoas viva e saudável no espaço profundo até 21 dias. Cada cápsula Orion vai voar com um Módulo de Serviço Europeu, fornecido pela Agência Espacial Europeia, que transportará painéis solares, sistemas de suporte de vida, tanques de combustível e o motor principal necessário para entrar na órbita lunar.

O boleia da Orion até à lua é o Sistema de Lançamento Espacial, ou SLS: um foguetão com 98 metros de altura com um estágio central que queima uma mistura de hidrogénio e oxigénio líquidos. O primeiro estágio deste enorme foguetão usa quatro motores RS-25, originalmente desenvolvidos para o programa dos vaivéns espaciais. O Artemis I, um voo de teste não tripulado de ida e volta à lua, vai usar motores reaproveitados que voaram em pelo menos três missões do programa de vaivéns espaciais.

O foguetão SLS também usa dois propulsores maciços de combustível sólido acoplados em ambos os lados do núcleo central. No total, o foguetão gera 4 milhões de quilos de impulso no lançamento, 15% a mais do que o foguetão Saturn V do programa Apollo. Assim que chegar ao espaço, o estágio superior do foguetão irá separar-se do estágio central e acionar os seus próprios motores para enviar a cápsula Orion (com o Módulo de Serviço Europeu) em direção à lua.

A cápsula Orion não foi projetada para alunar, pelo que a NASA, quando fizer a tentativa de alunagem durante o programa Artemis III, vai transferir a tripulação da Orion para uma versão modificada da Starship, a nave espacial da SpaceX, em órbita lunar. A Starship, que a SpaceX está atualmente a testar, irá depois transportar os astronautas de e para a superfície lunar.

Quando a Orion regressar à Terra, a cápsula vai usar os seus escudos térmicos para sobreviver à descida flamejante através da atmosfera e, de seguida, ativar os paraquedas para amarar no oceano.


Quais são as primeiras missões do programa Artemis?

A primeira missão, chamada Artemis I, é um lançamento de teste sem tripulação que vai ser efetuado já no dia 29 de agosto, com datas de suporte marcadas para 2 e 5 de setembro. O Artemis I vai ser o primeiro teste de voo sem tripulação do veículo “no seu todo” – a cápsula Orion, o Módulo de Serviço Europeu e o foguetão SLS. A única peça que já voou no espaço é a Orion, que foi lançada noutro foguetão em dezembro de 2014 para testar os escudos térmicos. Esta primeira missão vai durar entre quatro a seis semanas, dependendo de quando for lançada, levando a cápsula Orion até à órbita lunar e depois de regresso à Terra.

“Estamos a aprender com os desafios, com as conquistas – o Artemis I mostra que podemos fazer grandes coisas, coisas que unem as pessoas, coisas que beneficiam a humanidade, coisas como o programa Apollo que inspiram o mundo”, disse o administrador da NASA, Bill Nelson, no dia 3 de agosto em conferência de imprensa. “Esta é agora a geração Artemis.”

O Artemis II, previsto para maio de 2024, vai ser o primeiro voo tripulado deste programa. Durante esta missão de 10 dias, uma tripulação de quatro pessoas vai orbitar a lua a bordo da Orion e depois regressar à Terra. Esta missão assemelha-se ao voo da Apollo 8 feito em dezembro de 1968.

A Artemis III, a missão destinada a colocar humanos novamente na superfície lunar, só deve ser lançada em 2025. Esta missão com quatro astronautas vai começar de forma muito parecida com a do Artemis II, mas quando a Orion entrar em órbita lunar, vai acoplar-se a uma nave estelar em espera, a nave Starship da SpaceX.

Dois membros da tripulação irão depois usar a Starship para alunar perto do polo sul da lua. Estes astronautas vão passar cerca de 6.5 dias a explorar e a fazer pesquisa, e depois a Starship leva a tripulação de regresso à órbita lunar, onde os astronautas irão ser transferidos para a Orion e regressar à Terra.

 

Onde vai ser a alunagem do Artemis III?

Ao contrário das missões Apollo, que alunaram perto do equador da lua, o Artemis III vai pousar perto do polo sul lunar. A NASA revelou 13 regiões candidatas. Cada uma tem aproximadamente a forma de um quadrado com 15 km de largura e contém pelo menos 10 possíveis locais de alunagem.

A NASA está a considerar estes locais porque incluem diversas características geológicas que ainda não foram exploradas. Cada local tem um terreno plano para uma alunagem segura e recebe 6.5 dias de luz solar de cada vez, permitindo aos astronautas permanecer na superfície da lua durante quase uma semana. Estas áreas passam por outros períodos de tempo em que estão mergulhadas na sombra, pelo que o local exato de alunagem do Artemis III vai depender de quando a missão for lançada.

A rocha lunar e a poeira (conhecida por rególito) nas áreas que estão permanentemente mergulhadas na sombra perto dos locais alvo de alunagem contêm as impressões digitais químicas de água. A recolha de gelo de água do rególito lunar facilitaria bastante o estabelecimento de uma presença humana a longo prazo na lua, como por exemplo uma estação de investigação semelhante ao que acontece na Antártida.

No entanto, ainda não se sabe se a água dentro desta poeira é abundante ou fácil de extrair. Para descobrir se a água da região é utilizável, a NASA planeia enviar um rover robótico chamado VIPER para explorar o polo sul lunar já em 2024 e recolher mais dados sobre os depósitos de gelo. Os astronautas do Artemis III podem depois continuar a estudar a área.

 

Como surgiu o programa Artemis?

As raízes do Artemis remontam ao programa de voos espaciais Constellation do presidente George W. Bush, que foi formalizado em 2005 e tornou-se no programa de voos espaciais tripulados da NASA para substituir o programa de vaivéns espaciais.

Durante a administração do presidente Obama, o programa Constellation foi cancelado devido a preocupações com os atrasos e custos excessivos – uma medida que mergulhou a indústria aeroespacial formada em torno dos vaivéns espaciais e do programa Constellation em águas turvas. Em 2010, o Congresso dos EUA respondeu ao aprovar um projeto de lei que mantinha a cápsula de tripulação do programa Constellation, a referida Orion, e pedia um novo foguetão que utilizasse os contratos existentes dos vaivéns espaciais e do programa Constellation, que se viria a tornar no foguetão SLS.

Os planos para a cápsula Orion e o foguetão SLS evoluíram ao longo dos anos, mas o programa Artemis como o conhecemos atualmente foi organizado durante o governo de Donald Trump, com um foco renovado no regresso à lua como uma forma de trampolim para alcançar Marte. A administração de Joe Biden manteve o programa Artemis praticamente inalterado, adiando apenas a data prevista para uma alunagem lunar de 2024 para 2025.

 

Quanto custa o programa Artemis?

Desde os anos fiscais de 2012 até 2025, os programas relacionados com o Artemis vão custar cerca de 93 mil milhões de dólares, e os primeiros lançamentos deste programa vão custar 4.1 mil milhões de dólares cada, de acordo com o Gabinete do Inspetor Geral da NASA. Os custos do programa Artemis já excederam as estimativas iniciais, chegando a um ponto em que o inspetor-geral da NASA, Paul Martin, os chamou de “insustentáveis” no início deste ano.

Até agora, o Congresso dos EUA continua comprometido com o financiamento do programa Artemis. Pouco menos de metade do orçamento anual da NASA é dedicado aos voos espaciais tripulados, e o orçamento total da NASA equivale atualmente a 0,4% dos gastos federais discricionários, de acordo com a Planetary Society, uma organização sem fins lucrativos de defesa do espaço.

 

Há outros países envolvidos?

Embora o Artemis seja um programa dos EUA, a NASA convidou outros países a juntarem-se a este esforço. O Canadá e o Japão comprometeram-se a ajudar a construir uma futura estação espacial em torno da lua conhecida por Gateway. A NASA também assinou os “Acordos de Artemis” com o Canadá, o Japão e pelo menos mais 18 países, um conjunto de acordos não vinculantes que estabelecem princípios para uma cooperação pacífica no espaço.

 

Quem vai ser selecionado para ir à lua?

Ainda não foram nomeados astronautas para os voos tripulados do programa Artemis, mas a NASA diz que todo o seu corpo de astronautas é elegível para voar nas missões Artemis. A NASA também anunciou que um astronauta canadiano vai voar a bordo do Artemis II em troca dos investimentos feitos pelo Canadá no programa.

Para além disso, a NASA está empenhada em colocar a primeira mulher na lua com o Artemis III. A agência espacial também diz que vai pousar a primeira pessoa de cor na superfície da lua, quer seja com o programa Artemis III ou numa futura missão.

 

Por que razão estamos a enviar pessoas para a lua?

A NASA e outras agências espaciais renovaram as suas ambições lunares porque a lua fornece um destino cientificamente rico e relativamente próximo para a exploração planetária. Tal como foi revelado pelas amostras recolhidas pelas missões Apollo, os solos e as crateras de impacto lunares atuam como uma biblioteca que narra a história de 4.5 mil milhões de anos do sistema solar.

O satélite natural da Terra também pode servir como um campo de treino para missões noutras partes do sistema solar. Apesar de a Lua e Marte serem diferentes em muitos aspetos, as lições aprendidas na lua – construção de abrigos, voar pelo espaço profundo e extração de água de depósitos de gelo – podem ajudar numa eventual exploração humana de Marte.

Os defensores dos voos espaciais humanos também acreditam que os desafios de explorar para além da Terra podem ter benefícios mais amplos. Grandes empreendimentos tecnológicos, como o programa Artemis e a Estação Espacial Internacional, oferecem uma oportunidade para os países cooperarem juntos de forma pacífica. Construir o hardware e o software para o Artemis irá criar empregos para uma força de trabalho grande e altamente qualificada. Para alguns, o objetivo do programa Artemis em regressar à lua também serve como uma importante inspiração para os jovens aprenderem sobre ciência e tecnologia.

Para Clive Neal, cientista lunar da Universidade de Notre Dame, saber se o programa Artemis pode ser considerado um sucesso ou não vai depender dos benefícios tecnológicos que produzir. Clive Neal dá como exemplo o computador de orientação do programa Apollo, que deu um impulso à então incipiente indústria de chips de silício. “O objetivo final deve ser o de melhorar a vida neste planeta”, acrescenta Clive.

 

O que acontece depois do programa Artemis III?

O futuro do programa Artemis vai depender, em última análise, da vontade do Congresso e do povo americano. Por enquanto, a NASA está a planear várias missões à superfície lunar. Os componentes do foguetão SLS e da cápsula Orion para o Artemis IV já estão a ser construídos.

Peças adicionais da infraestrutura do programa Artemis também estão em desenvolvimento. Em parceria com as agências espaciais canadiana e japonesa, a NASA está a construir a estação espacial Gateway para orbitar a lua. Esta nave destina-se a fornecer um terreno de preparação para futuras missões na superfície lunar. Partes da estação Gateway já estão a ser construídas e os seus dois primeiros módulos podem ser lançados já em 2024. A missão Artemis IV – que só deve ser lançada em 2026 – está programada para terminar a montagem da Gateway em órbita lunar.

A NASA também já esboçou ideias para outras potenciais atividades na lua, incluindo uma rede de telecomunicações “LunaNet”, um habitat na superfície lunar e um enorme rover pressurizado. Porém, o sonho de uma presença humana contínua na lua depende do sucesso dos primeiros lançamentos do programa Artemis – que vão colocar à prova o mais recente foguetão e nave lunar do mundo.

 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

 

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