É fácil sonhar em colocar humanos em Marte, mas projetar a espaçonave para realmente chegar lá não será tarefa fácil.
Uma das questões em aberto sobre como vamos fazer isso é se será com a tecnologia de propulsão estabelecida ou se algo completamente novo.
Qualquer que seja a sonda que chegue ao Planeta Vermelho, um dia precisará ser extremamente grande, capaz de transportar muitos equipamentos pesados ??e capaz de sustentar uma tripulação por muitos meses a fio.
Como chegar a Marte – qual é o maior desafio, dinheiro ou tecnologia?
Por que precisamos ver dentro de Marte?
Pode ter que ser montado em órbita, a partir de componentes lançados em vários lançamentos por uma nova geração de foguetes pesados, que por si só serão um grande desafio de engenharia.
Muitos concorrentes já estão desenvolvendo foguetes para tentar alcançar esse objetivo, aproveitando a tecnologia antiga e a nova.
Aqui está uma olhada em algumas das possibilidades.
Sistema de Lançamento Espacial da NASA
Já faz um tempo desde que o último humano viajou para a lua – desde 1972, para ser exato. Mas a NASA está tentando mudar isso.
A agência espacial está construindo um foguete gigante chamado Space Launch System (SLS) que a NASA descreve como o mais poderoso já desenvolvido. Espera-se que tenha a capacidade de enviar astronautas e carga pesada para a Lua de uma só vez. Também terá a capacidade de fazer o trabalho pesado em órbita das peças que poderiam ser montadas em um veículo de Marte.
O objetivo da NASA é enviar a sonda para a Lua até 2024 e ter uma missão pronta para o Planeta Vermelho na década de 2030.
O SLS é amplamente baseado na tecnologia existente desenvolvida no programa de ônibus espaciais, de acordo com Michael Wall, escritor espacial sênior do Space.com. Também tem sido controverso. Wall disse que os críticos argumentam que o SLS está custando muito dinheiro e demorando muito para ser construído, especialmente em comparação com projetos no setor privado.
A complexidade é a causa da despesa e do atraso.
“Existem milhões de partes individuais que entram nisso”, explicou Wall. “Quando você está projetando um foguete que vai transportar humanos, há muita burocracia pela qual você precisa passar e demonstrar que tudo é seguro até o enésimo grau”.
A última tentativa da NASA de retornar à Lua até 2024 pode ser um pouco irreal, dizem especialistas. Infelizmente, também envolve lições aprendidas com as missões Apollo, que usavam enormes foguetes Saturn V para enviar astronautas para a lua. Mas essas missões ocorreram há tanto tempo que os especialistas perderam o acesso a importantes conhecimentos institucionais, disse Wall.
“Não é necessariamente uma medida deles ter que criar uma maneira totalmente nova de realmente fazer as coisas, mas fazer as coisas em uma escala que eles não fazem há meio século”, disse ele. “Você precisa desenvolver esses mesmos recursos novamente”.
SpaceX Starship
Muitos investidores inteligentes estão apostando que a empresa do empresário de tecnologia Elon Musk, a SpaceX, será a primeira a colocar pessoas em Marte.
“É para isso que tudo o que a empresa está fazendo está realmente trabalhando”, disse Wall.
A SpaceX projetou um sistema apelidado de Nave Estelar (StarShip) que a empresa afirma ser o veículo de lançamento mais poderoso do mundo. Ao contrário do SLS, ele foi projetado para ser um foguete reutilizável, que é uma tecnologia pela qual a SpaceX ficou famosa com seus foguetes Falcon 9.
“Basicamente, é uma nave espacial que fica em cima de um foguete gigante e eles têm um grande número de motores”, disse Wall.
Elon Musk da SpaceX planeja lançar este foguete em Marte dentro de meses
É assim que a SpaceX levará humanos a Marte até 2024
De acordo com o site da SpaceX, ele será capaz de transportar mais de 100 toneladas para a órbita terrestre e poderá transportar uma tripulação e carga para a lua e Marte. Musk disse no passado que a nave estelar poderia transportar 100 passageiros, embora algumas pessoas sejam céticas quanto a essa afirmação, disse Wall.
Mas é certamente ambicioso.
“Eles querem construir uma frota inteira de naves estelares”, disse Wall, acrescentando que os foguetes serão poderosos o suficiente para se lançarem de Marte e voltarem à Terra novamente.
Até agora, a empresa construiu dois protótipos, um dos quais foi danificado recentemente em um teste. Ele espera ter uma espaçonave totalmente funcional disponível para o lançamento de satélites, até 2021, disse Wall.
Comparado com o SLS da NASA, Wall pensa: “A nave espacial será um pouco mais poderosa. E então se resume ao preço”.
Se a Starship for reutilizável, ao contrário do SLS, “isso poderia abrir tudo de uma maneira que nunca vimos antes”, disse Wall.
E se houver uma solução mais eficiente?
Os planos da NASA e da SpaceX em sua forma atual dependem do uso de enormes foguetes químicos para propulsão de um veículo que viajará para Marte. Esta é uma tecnologia comprovada, mas é lenta. Um foguete químico levaria seis meses ou mais para viajar da Terra para Marte.
O astronauta canadense aposentado Chris Hadfield acha que isso não será bom o suficiente. No início deste ano, em um debate do Quirks & Quarks sobre a exploração humana do espaço, ele disse: “Não acho que iremos a Marte até […] passarmos de hélices a jatos, ou qualquer que seja esse equivalente, de foguetes para outra coisa. “
Outro ex-astronauta está trabalhando nessa outra coisa. Algo que ele espera que possa trazer uma “mudança de paradigma no transporte no espaço”.
Franklin Chang Diaz voou no ônibus espacial sete vezes e é PhD em física de plasma pelo MIT, para que ele saiba algumas coisas sobre foguetes. Através de sua empresa Ad Astra Rocket Company, ele desenvolve um motor de foguete de plasma chamado VASIMR. Poderia ser a chave para um veículo de Marte que será mais rápido e eficiente do que qualquer foguete químico à moda antiga.
Foguetes químicos funcionam usando uma tecnologia muito antiga – o fogo. Eles queimam gases, como hidrogênio e oxigênio, que atingem altas temperaturas e produzem impulso à medida que o gás quente escapa através de um bico de foguete.
“Esta é uma maneira muito primitiva de transportar qualquer coisa no espaço”, disse Chang Diaz.
O mecanismo de foguete VASIMR funciona de maneira um pouco diferente. Não há combustão. Em vez disso, os campos eletromagnéticos de alta intensidade são usados ??para aquecer um gás a temperaturas muito mais quentes do que a combustão comum pode atingir – milhões de graus mais quentes.
Quando é permitido que esse gás escape através de um bico de foguete magnético, a alta temperatura se traduz em um impulso muito maior do que os foguetes químicos podem fornecer.
Além disso, a energia dos foguetes vem da eletricidade, que pode vir da energia solar ou de uma fonte de energia nuclear no foguete. Portanto, grandes quantidades de combustível químico pesado e volumoso não são necessárias e, como resultado, o foguete é mais leve.
O cenário que os projetos de Chang Diaz para uma missão em Marte seria uma espaçonave do tamanho da Estação Espacial Internacional, com uma tripulação de talvez seis pessoas e um motor VASIMR acionado por um reator nuclear na escala daqueles usados em submarinos nucleares.
“Ele entregará cerca de 60 toneladas de carga para Marte em cerca de 90 dias”, disse ele.
Uma missão equivalente alimentada por foguetes químicos levaria duas ou três vezes mais e provavelmente exigiria uma espaçonave maior para transportar os suprimentos extras ou uma tripulação menor.
Diaz alerta que esses motores a plasma são apenas para o componente espacial da viagem a Marte. Foguetes químicos ainda são a tecnologia de escolha para elevar cargas em órbita ou para o último estágio de pouso em Marte.
Publicado em 17/12/2019
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