Artemis I: Pronta para o lançamento

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We are going.

For the first time, the @NASA_SLS rocket and @NASA_Orion fly together. #Artemis I begins a new chapter in human lunar exploration. pic.twitter.com/vmC64Qgft9

— NASA (@NASA) November 16, 2022

Depois de 50 anos, estamos no primeiro voo do programa que nos levará de volta à Lua! Após os últimos reparos durante a contagem para o lançamento, o primeiro foguete SLS decolou levando a missão Artemis I para a Lua. A transmissão ao vivo do lançamento começou à 00:30 da noite (hora de Brasília) do dia 15 para o dia 16 de novembro, e a janela tem duas horas de duração:

Veja como foi o lançamento:

Em 29 de agosto ocorreu a primeira tentativa de lançamento da missão Artemis I, interrompida nos últimos 40 minutos para investigar uma medida de temperatura no escape de um dos motores. O foguete SLS continuou na plataforma de lançamento 39B do Kennedy Space Center da NASA, até ter que ser levado de volta à proteção do prédio de montagem (VAB) durante o furacão Ian. A próxima oportunidade de lançar dia é na madrugada de 16 de novembro, após os atrasos pelos furacões Ian e Nicole.

Nas análises dos dados coletados durante o furacão Nicole, os ventos, apesar de fortes (rajadas de até 160 km/h na altura do topo do foguete) nunca excederam os limites de operação. E é bom lembrar que os limites de operação foram escolhidos ao nível de 75% do limite de segurança, deixando 25% de margem. E o limite de segurança, por sua vez, é 70% do limite estrutural do veículo, deixando mais 30% de margem. Houve apenas pequenos danos encontrados, nenhum estrutural, o mais relevante sendo a perda de parte de um revestimento chamado RTL na emenda do revestimento da Orion com o módulo de serviço, mas o resultado das análises é que o efeito (no arrasto e aquecimento) deve ser pequeno, assim como o risco de outros pedaços se soltarem e causarem dano.

Veja mais sobre estas mudanças de planos em nosso artigo apenas sobre isso:

Por que levou tanto tempo para voltarmos à Lua?

Desde a época da Apollo, houve muitas propostas de outras missões para a Lua, de escopos muito variados. O problema principal sempre foi o mesmo: custo e riscos muito altos. Com todo o Programa Apollo, foram gastos cerca de 200 bilhões de dólares (atualizando pela inflação) e perdidas 3 vidas, na Apollo I. As 3 últimas missões do Apollo, cuja preparação já tinha sido inciada, as Apollo 18, 19 e 20, foram canceladas pelo governo (Congresso e presidência americanos, que são quem decide o que a NASA faz), devido ao alto custo e risco, já tendo 6 pousos de sucesso na Lua entre as Apollo 11 e 17 (a 13 teve que voltar sem pousar na Lua, devido a uma explosão no caminho). A década de 1960 teve uma conjunção de muitos fatores políticos, incluindo a Guerra Fria e a Corrida Espacial com a União Soviética, que foi necessária para tornar possível um projeto desta magnitude de custo, inovação e risco.

Depois do Apollo, o foco do programa tripulado americano se tornou órbita baixa da Terra, com a estação espacial Skylab (1973-1979), o Ônibus Espacial, que fez 135 vôos de 1981 a 2011 e a construção da Estação Espacial Internacional, de 1998 a 2011 e sua operação, que se espera continuar até por volta de 2030. Com o final da operação do Ônibus Espacial e da construção da Estação Espacial, houve espaço para mais foco para novas missões tripuladas indo além da órbita baixa da Terra. Com as melhorias em tecnologia e através do reuso de elementos do Ônibus Espacial, nesta época começou a se tornar viável um novo programa para viagens tripuladas para a Lua e além. Em 2005, foi iniciado o programa Constellation, que previa dois novos grandes foguetes, Ares I e Ares V e a cápsula Orion, para transportar tripulação em viagens à Lua e além. Mas fatores políticos novamente dificultaram estes objetivos e uma análise de 2009 indicando que o programa não tinha financiamento suficiente para atingir seus objetivos levou ao cancelamento do Constellation, com o anúncio em 2010 da construção do foguete SLS no lugar dos Ares I e V e da continuação do desenvolvimento da cápsula Orion, embora ainda estivesse vago quando e para que missões eles seriam usados. Só em 2017, com o maior desenvolvimento do SLS e da Orion, se tornou viável estabelecer um programa mais concreto para viagens à Lua, que foi então como se originou o programa Artemis.

Qual é o objetivo do Programa Artemis?

Ao invés de apenas visitas rápidas, o Programa Artemis inclui construir uma estação espacial orbitando a Lua e uma base permanente na superfície, gastando menos e aceitando menos risco que o programa Apollo, para aprendermos a viver por muito tempo longe da Terra, algo essencial para poder ir para Marte.

Oficialmente estabelecido como Programa Artemis em 2017, este vai levar as primeiras pessoas à Lua desde a Apollo 17, em 1972. Ao contrário das missões Apollo, que foram viagens curtas com só dois astronautas fazendo visitas rápidas à superfície da Lua, o Artemis é muito mais ambicioso: a proposta tem atualmente 11 missões Artemis, com viagens durando de 10 a 60 dias, incluindo a construção de uma estação espacial em órbita da Lua (Lunar Gateway, a partir da Artemis III) e uma base na superfície da Lua, perto do polo sul, que seria visitada repetidamente por astronautas a partir do Gateway, começando no Artemis VII. A primeira missão, que deve ser lançada amanhã, será um teste não tripulado de todo o equipamento, o primeiro vôo do foguete SLS e com a cápsula Orion indo até a Lua, a orbitando e voltando. Todas as missões a partir da Artemis II serão tripuladas, com pousos na Lua a partir da Artemis III.

Esta presença humana prolongada e com repetidas viagens para a Lua permitirá desenvolver e testar tecnologias necessárias para estabelecer uma base permanente na Lua e para viagens mais distantes e mais longas, como para Marte. Isso inclui naves parcialmente ou completamente reutilizáveis para vôos entre a órbita da Lua e a superfície, reabastecimento de naves no espaço, uso de recursos (minerais e água) da superfície da Lua, geração de energia por usinas nucleares, comunicações e cultivo de plantas para consumo. Além disso, testará o sistema de contratar vários elementos das missões Artemis e várias das 24 missões de suporte (não Artemis) por empresas privadas (além das que são colaborações internacionais), que desenvolveriam seus próprios meios para entregar cargas à órbita ou superfície da Lua – tanto missões científicas de suporte como suprimentos à tripulação. Pode-se ver a evolução dos objetivos ao longo das décadas: em 1950-1960 o objetivo era simplesmente chegar ao espaço; em 1960 era chegar à Lua; em 1970-2020 era manter uma presença humana prolongada no espaço, em órbita baixa da Terra, para desenvolver tecnologias e procedimentos para manter humanos vivos e saudáveis no espaço. Agora, o Programa Artemis é o primeiro passo para ir além, estabelecendo presença humana em locais de onde não é possível escapar imediatamente para a Terra em caso de emergência, nem contar com uma missão de resgate vindo rapidamente. Ir para Marte diretamente, uma viagem de anos, seria um salto (portanto, risco e custo) muito grande. A Lua oferece um passo intermediário, para aprender a manter humanos isolados da Terra por períodos cada vez maiores, fora da proteção contra radiação oferecida em órbita baixa pela magnetosfera da Terra. Por isso essa estratégia é chamada “da Lua para Marte” (Moon to Mars).

Artemis I

Como o Artemis I usará pela primeira vez o novo foguete SLS e o Módulo de Serviço Europeu, será uma missão não tripulada completa para a órbita da Lua, permanecendo lá por 1.5 órbitas, retornando com a Orion e o módulo de serviço e a Orion reentrando e pousando na Terra após 42 dias. Isso permitirá testar todos os elementos que serão usados na primeira missão tripulada, a Artemis II.

Como parte dos testes, a Orion levará experimentos para medir a quantidade de radiação chegando ao interior da cápsula e de um novo colete a ser usado para proteção contra radiação (AstroRad), com o uso de dois manequins equipados com sensores internos nas posições de órgãos vitais mais sensíveis – um manequim com o AstroRad, outro sem, para verificar a diferença. Além da carga dentro do Orion, o Artemis I ainda levará 10 cubesats com uma variedade de experimentos, vindos de diferentes instituições pelo mundo:

• ArgoMoon (Argotec / Agência Espacial Italiana – ASI): inspecionar o exterior da nave.
• BioSentinel (NASA Ames): carregando fungos para examinar o efeito da radiação em longas permanências além de órbita baixa da Terra.
• CuSP (Southwest Research Institute): teste para um sistema de monitoramento do clima espacial (fluxo de radiação e partículas vindos do vento solar).
• EQUULEUS (Agência de Exploração Espacial Japonesa – JAXA / Universidade de Tóquio): mapear o ambiente de radiação ao redor da Terra e testar manobras de baixa propulsão em trajetórias para a Lua.
• Lunar IceCube (Morehead State University): mapear gelo de água na superfície da Lua, a partir de uma órbita baixa.
• LunaH-Map (Arizona State University): mapear a distribuição de compostos de hidrogênio (como água) a partir da órbita da Lua.
• Near-Earth Asteroid Scout (NASA – centros Marshall, JPL, Johnson, Goddard e Langley): A primeira tentativa de usar uma vela solar como propulsão, irá observar um asteróide pequeno que passe perto da Terra (NEA – Near Earth Asteroid), além de demonstrar a tecnologia de uma missão de baixo custo com vela solar. O asteróide alvo, 2020 GE, tem um tamanho comparável (18 m de diâmetro) ao da vela solar da sonda (14 m).
• OMOTENASHI (JAXA): uma pequena sonda para pousar na Lua e monitorar a radiação neste ambiente.
• LunIR (Lockheed Martin): demonstração de tecnologia para observação da Lua em infravermelho em uma plataforma de baixo custo.
• Team Miles (Fluid and Reason): Demonstração de uma plataforma de baixo custo com sistemas de navegação, propulsão iônica e comunicação em espaço profundo.

Artemis I em voo

Até o dia 6 da missão (22 de novembro), a Orion vai estar viajando até seu encontro com a Lua, quando vai usar a gravidade da Lua e o motor do módulo de serviço para se colocar em uma trajetória levando até sua órbita distante retrógrada (DRO) em torno da Lua, onde ela vai chegar no dia 10 da missão e passar 6 dias. Então, no dia 16 vai usar o motor do módulo de serviço para sair da DRO, se dirigindo para uma nova passagem próxima à Lua, para usar novamente a gravidade da Lua e uma queima do motor do módulo de serviço para se colocar na trajetória de retorno à Terra. Ela vai chegar à Terra no dia 26 da missão (11 de dezembro), quando vai ocorrer o teste que é o principal objetivo da missão: a reentrada na atmosfera da Terra, vindo em velocidade translunar (11 km/s), que é o teste para o escudo térmico e a trajetória de reentrada na atmosfera (que inclui “quicar” uma vez, para reduzir a velocidade mais gradualmente). A cápsula Orion e seu escudo térmico foram testados em 2014, mas como foi apenas uma órbita não tão alta (por ser o máximo possível com o maior foguete disponível na época, um Delta IV Heavy), a velocidade de reentrada foi mais baixa, só 8.9 km/s. Após a reentrada, a cápsula vai descer de pára-quedas até pousar no oceano, perto de San Diego, onde vai ser “pescada” por um navio da Marinha.

Quem está dentro da Orion?

Apesar de ser uma missão não tripulada, a Artemis conta com 6 passageiros:

• Indicadores de gravidade zero: Astronauta Snoopy (NASA) e Astronauta Shaun Carneiro (ESA). Tradicionalmente, se usa objetos macios soltos na cabine para se observar visualmente quando a nave está em gravidade zero. Para essa missão, a NASA escolheu um astronauta com décadas de experiência, desde o projeto Apollo, o Snoopy. Não só o boneco faz parte da história: o módulo lunar da Apollo 10 tinha o nome oficial de Snoopy, enquanto o módulo de comando e serviço era chamado Charlie Brown. Já a ESA enviou o britânico Shaun Carneiro.
• Moonikin Campos: O manequim com sensores usado para testar a roupa (Orion Crew Survival System – OCSS), que será usada por astronautas para os proteger durante as fases mais arriscadas, sendo capaz de prover ar e manter a pressurização, controlar a temperatura e fornecer fluidos para consumo, podendo manter um astronauta por até 6 dias caso haja perda de pressão na cabine. O nome do manequim é uma homenagem a Arturo Campos, um engenheiro de sistemas elétricos que trabalhou em encontrar como salvar os astronautas na missão Apollo 13.
• Helga e Zohar: manequins mais simples (apenas torso e cabeça), para um experimento de teste de uma nova roupa de proteção contra radiação, a AstroRad. Um manequim está sem a AstroRad, o outro está a usando, o que permitirá medir a diferença, para saber qual foi o nível de proteção dado pela roupa.
• Callisto: esta sem corpo, é uma prima da Alexa do Amazon. É um sistema desenvolvido pela Lockheed Martin, Amazon e Cisco, para ser um assistente virtual para a tripulação. Além disso, há integração com um sistema WebEx de teleconferência da Cisco.

Como é a nave? Orion e SLS

Os astronautas viajarão em cápsulas Orion, que seguem um conceito semelhante às das missões Apollo:

As Orion são maiores, principalmente em volume habitável interno (9m³, comparado a 6m³ das Apollo), pois computadores e sistemas de controle ocupam muito menos espaço hoje. Juntamente com o Módulo de Serviço Europeu, fornecido pela Agência Espacial Européia (ESA), elas podem suportar até 6 astronautas (Apollo levava 3 e a versão modificada para a estação Skylab podia levar até 5).

Para carregar a Orion até a Lua, será usado o novo foguete de grande porte desenvolvido pela NASA, o Space Launch System (SLS). O SLS será um dos maiores foguetes da história (não vamos discutir onde ele fica em um ranking, pois há diferentes métricas que levam a diferentes resultados e essa diferença não é relevante aqui). Ele foi desenvolvido a partir de 2010, para possibilitar missões da NASA além da órbita baixa da Terra – missões tripuladas para a Lua e Marte e veículos interplanetários grandes não tripulados. Fazendo uso de tecnologia desenvolvida para o programa do Ônibus Espacial, inclusive reusando muitos elementos que já voaram com os Ônibus Espaciais, o SLS lembra bastante a aparência do conjunto do Ônibus Espacial, sem este preso ao lado.

Veja mais sobre o SLS em nosso artigo sobre ele:

Lunar Gateway e bases lunares

Mas a maior diferença em capacidade do Artemis, comparado ao Apollo, não está na cápsula ou no que é carregado em um vôo do foguete. Está no uso de múltiplas missões, apenas algumas delas sendo Artemis / SLS, para levar equipamento para permanecer na órbita e na superfície da Lua: A estação espacial Lunar Gateway, em órbita da Lua e os vários módulos a serem deixados na superfície, formando a base lunar. Dessa forma, a cápsula Orion será apenas um pequeno transporte para a tripulação chegar a instalações muito maiores e mais capazes na Lua – assim como as atuais cápsulas usadas para ir à Estação Espacial Internacional (Soyuz, Dragon e Starliner) são apenas pequenos transportes para levar a tripulação à instalação que é seu destino.

Desta forma, os astronautas chegarão ao Gateway usando a cápsula Orion. O Gateway terá espaço habitável e de trabalho, suprimentos para os astronautas e será a plataforma onde o veículo que levará até a superfície da Lua, o Human Landing System (HLS) irá atracar. Com o HLS, que deve ser ao menos parcialmente reutilizável, os astronautas poderão descer para a base a ser construída na superfície da Lua.

Inicialmente, os elementos da base serão um grande módulo habitável fixo, o Foundational Surface Habitat, um grande módulo habitável móvel, o Mobile Habitat e vários equipamentos de suporte, incluindo rovers não tripulados para explorar a região remotamente, um veículo aberto para carregar os astronautas expostos (ao contrário do Mobile Habitat, que será pressurizado), uma usina elétrica nuclear, equipamentos de comunicação e outros experimentos científicos. Assim, ao contrário das missões Apollo, no Artemis não se vai ter que carregar todo o equipamento em cada viagem. Haverá um local em órbita e um local na superfície onde vão ser acumuladas instalações e mais equipamentos, crescendo gradualmente com cada nova missão Artemis e missão de suporte não tripulada entregando cargas. Assim como a Estação Espacial Internacional foi gradualmente crescendo, se tornando uma grande instalação permanente, contendo muito mais espaço habitável e equipamentos do que é possível carregar em vôos individuais que tenham que levar tudo de uma vez.

Locais de Pouso

Em 19 de agosto de 2022, foram divulgados os 13 locais selecionados como candidatos para o pouso da Artemis III. Todos estão próximos ao pólo sul, próximos o suficiente de locais em sombra permanente (que, portanto, podem conter gelo de água e outros materiais voláteis) para que astronautas o alcancem a pé, mas distantes o suficiente para que os pousos não os contaminem. Além disso, são locais fora da sombra permanente, para ter acesso a energia solar. Nos próximos anos, análises mais detalhadas vão permitir diminuir a lista de candidatos.

Saiba mais em

Como foi o lançamento:

Nosso artigo sobre o foguete SLS:

Nosso artigo sobre as duas primeiras tentativas de lançamento e o que significa um scrub:

Nosso artigo sobre o Programa Artemis

Transmissão ao vivo do lançamento (começando dia 29 de agosto, 07:30 de Brasília):

Site oficial: https://www.nasa.gov/specials/artemis/

Blog oficial do Artemis: https://blogs.nasa.gov/artemis/