Entre as várias agências espaciais que planejam realizar missões tripuladas à superfície lunar, as muitas entidades comerciais que as contrataram para ajudá-las e as propostas de bases lunares, a mensagem da era espacial moderna é clara: Estamos voltando para a lua. E desta vez, pretendemos ficar! Assim como os esforços da Era Apollo, isso envolve vários desafios, aqueles que exigem “o melhor de nossas energias e habilidades”.
Esses desafios estão levando a todos os tipos de soluções inovadoras, que reconhecem a necessidade de aproveitar os recursos lunares para fornecer proteção contra o meio ambiente e atender às necessidades das pessoas. Uma nova proposta feita por uma equipe da International Space University (ISU) encontrou uma nova maneira de fazer exatamente isso. Sua proposta? Use o SpaceX Starship Human Landing System (HLS) como a base para uma base lunar.
Esta proposta é o trabalho de uma equipe de várias universidades e institutos científicos de toda a Europa, todos membros do Programa de Estudos Espaciais (SSP) da Universidade Espacial Internacional (ISU) em Estrasburgo, França. Foi também o tema de uma apresentação que ocorreu no 72º Congresso Internacional de Astronáutica (IAC) em Dubai na semana passada (25 a 29 de outubro de 2021) e é o assunto de um documento de proposta e um relatório oficial (bem como um sumário executivo).
O projeto, intitulado “Soluções para a construção de uma base lunar”, foi o produto de um estudo colaborativo de nove semanas que fazia parte do Programa de Estudos Espaciais 2021 da ISU (SSP). Este curso de desenvolvimento profissional recebe estudantes de pós-graduação e profissionais de todas as disciplinas e apresenta um currículo que inclui políticas, direito, negócios, humanidades, ciências da vida, engenharia, ciências físicas e aplicações espaciais.
Como ponto de partida, a equipe considerou o projeto da SpaceX Lunar Starship, que a empresa apresentou como parte de uma competição da NASA para criar um Sistema de Aterrissagem Humana (HLS) para o Programa Artemis. Este veículo é essencialmente uma versão modificada do veículo espacial reutilizável que Elon Musk espera usar (junto com o foguete de reforço Super Pesado) para realizar voos regulares para a Lua, Marte e além.
Como o sistema de lançamento Starship / Super-Heavy da SpaceX, a Lunar Starship foi projetada para ser totalmente reutilizável. Além do reabastecimento orbital, a arquitetura da missão lunar da SpaceX também exige a criação de depósitos de combustível na Lua para que a StarShip possa fazer o vôo de retorno à Terra. Para o bem de seu projeto, no entanto, a equipe ISU propõe o uso do casco da nave como base de sua base.
Os apresentadores da equipe, que compartilharam o conceito da equipe no 72º IAC, consistiam em Charlotte Pouwels, João Montenegro Stefan Amberger e Shay Monat – todos membros do SSP21 da ISU. A equipe foi inspirada a criar um conceito que permitiria a construção rápida e econômica de infraestrutura lunar permanente, ao mesmo tempo que permitia que as tripulações enfrentassem os desafios de viver e trabalhar no ambiente lunar.
“Estabelecer um posto avançado lunar requer que os humanos tenham todas as provisões e equipamentos para se sustentar e se manter saudáveis, pelo menos durante uma missão de resgate”, disse ela. “Isso levaria pelo menos três dias vindo da Terra ou 7-11 dias do Gateway. Todos os sistemas de suporte de vida e comunicações devem ser confiáveis e redundantes. Os problemas que o projeto Starship aborda são: saúde da tripulação, bem-estar social, segurança, comunicação, energia, controle térmico, confiabilidade estrutural e muitos outros. ”
O plano prevê o uso das Naves HLS (SS Rosas) como um volume habitável para astronautas e equipes de construção (Base Rosas). Essas equipes viverão nesses habitats por dois a três meses enquanto montam a infraestrutura (com assistência robótica) para uma presença humana permanente. De acordo com Pouwels, a principal vantagem dessa proposta é permitir que os astronautas tragam seu habitat e os suprimentos necessários:
“Esses desafios podem ser superados se suprimentos suficientes forem entregues e instalados no posto avançado para estar preparado para qualquer situação. Portanto, nossa solução utiliza o veículo de transporte de última geração – o SpaceX Starship Human Landing System (HLS), que está atualmente em desenvolvimento.
“Nosso projeto visa usar as capacidades excepcionais do veículo e também seu enorme tamanho para transferir sistemas comprovados de suporte à vida e de missão crítica com redundância e peças sobressalentes. Esta pesquisa é única no sentido de que não necessita de quaisquer conceitos e sistemas não comprovados ou teóricos. Se a nave for bem-sucedida, este habitat pode estar em operação em menos de cinco anos. ”
Durante a missão, uma nave tripulada (SS 501) e a outra para suprimentos (SS Rosas) voarão para a Lua e implantarão uma série de robôs operados remotamente – conhecidos como Sistema Autônomo de Construção RObótica MOdular (MOROCAS) – que fará a transição dos duas Star Ships em posição horizontal. Os astronautas irão então converter o interior em volumes habitáveis, adicionar isolamento multicamadas (MLI) e implantar todos os equipamentos de operações essenciais. Ao mesmo tempo, os robôs cobrirão a base com uma camada protetora de regolito.
“O principal desafio do nosso conceito foi fazer a transição do veículo para a posição horizontal”, disse Monat. “Enquanto na Terra a Star Ship não pode suportar sua estrutura sendo vertical, a 1/6 da gravidade e a grande diferença de pressão certamente ajudarão a manter a forma do veículo. Se isso não for suficiente, o regolito sob o veículo será empilhado de uma forma que o suporte, e suportes adicionais podem ser instalados dentro do habitat. ”
O layout básico da Base Rosas proposta (mostrado acima) é o de um habitat estabelecido na borda da cratera Shackleton, localizada no Pólo Sul-Bacia Aitken da Lua. A base será coberta por uma camada de regolito de 5 m (16,4 pés) para protegê-la da radiação e impactos de micro-meteoritos, deixando apenas as eclusas de ar e a escotilha do nariz descobertas para permitir o acesso ao interior. Uma dessas eclusas de ar será transformada em uma plataforma de observação.
Graças à sua localização ao redor da Cratera Shackleton, este deck de observação permitirá uma visão permanente da Terra no horizonte lunar. A base também pode ser expandida com a adição de um nó ao redor da escotilha do nariz, permitindo que as tripulações acasalem um habitat com outro. O interior será dividido em três níveis que abrangem toda a extensão do veículo, incluindo as seções antes ocupadas pelos tanques de metano e oxigênio.
“Embora isso signifique que o veículo não voará novamente, ele reutiliza toda a estrutura para um habitat de longo prazo”, disse Monat. “Isso resulta em um habitat com quase 2.500 m3 de volume (2,5 vezes o ISS) usando apenas o próprio veículo, liberando a carga útil para ser usada em sistemas de suporte de vida redundantes. Cobrir o veículo com regolito de 5 m e adicionar MLI ao interior aumentará a proteção da tripulação contra impactos de micrometeoritos, radiação e proteção térmica. É também a forma mais simples de ISRU. ”
Depois de concluída, a base terá todas as comodidades necessárias para lidar com os perigos do ambiente lunar. O casco, MLI adicional e camada de regolito limitarão a exposição dos astronautas à radiação dentro de limites toleráveis – 2,5 sieverts (Sv) para astronautas masculinos e 1,75 Sv para astronautas femininos. Os astronautas seguirão uma programação que limita suas Atividades Extraveiculares Lunares (LEVAs) a seis horas por dia e manterão um programa de exercícios rigoroso que consiste em treinamento intervalado de alta intensidade e resistência.
No geral, a proposta para a Base Rosas faz parte de uma constelação maior de ideias para uma arquitetura de missão “Lua a Marte”. Essas missões estão em andamento desde meados dos anos 2000, como parte da NASA e outras agências espaciais planejam dar os próximos grandes passos para garantir o futuro da humanidade no espaço. Para cada um desses planos, diz Pouwel, ter uma base lunar permanente é essencial:
“Este projeto está à frente de seu jogo usando a Star Ship conforme ela está sendo desenvolvida, mas não depende de nenhuma tecnologia ainda a ser comprovada. Com a capacidade de reutilização e produção em massa da Star Ship, este conceito de uma base lunar pode ser rapidamente expandido, com muitos habitats se conectando para criar uma cidade lunar. O objetivo básico deste conceito é obter receitas ou benefícios potenciais da base em um futuro próximo. ”
Além do mais, Pouwels e seus colegas esperam que esta ideia atraia um investimento potencial com base no número de aplicações que pode ter em um futuro próximo. Eles também esperam que uma vez que uma visão de um posto avançado lunar seja realizada, isso permitirá que várias outras se sigam. Nisso, eles estão sem dúvida corretos. Assim que os humanos estabelecerem um ponto de apoio na Lua, surgirão oportunidades de pesquisa, expansão, investimento e comercialização.
De lá, será possível enviar missões a Marte e outros locais no espaço profundo. Uma vez que possamos estabelecer uma base sólida nesses corpos também, o sonho de nos tornarmos uma “espécie interplanetária” se tornará realidade!
Publicado em 07/11/2021 16h43
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