Apesar dos contratempos de última hora, a NASA espera que a sonda Orion leve em breve quatro pessoas na viagem mais longa da história da humanidade. Nesta entrevista, um dos projetistas do veículo explica como ele foi feito.
No início desta semana, o foguete Artemis II estava na plataforma de lançamento do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, aguardando a primeira missão tripulada à Lua em mais de 50 anos.
Agora terá que esperar um pouco mais do que o previsto para decolar depois que sérios problemas técnicos foram detectados, com NASA anunciando que o foguete será rastejado de volta ao seu edifício de montagem de veículos.
Para os fãs do espaço e para as legiões de pessoas envolvidas no programa Artemis, trata-se de um desenvolvimento angustiante, com o plano de lançamento pré-abril agora em perigo.
Uma dessas pessoas é Lockheed Martin engenheiro Sean ODell que, falando com Dezeen antes das notícias desta semana, declarou estar “dolorosamente animado”.
“Quando você passa a maior parte de duas décadas buscando alcançar algo singular – e voar humanos nisso é realmente isso – sim, para muitos de nós é um grande momento pessoal”, disse ele.
“Em Artemis II, por um minuto, esses quatro astronautas serão os humanos que estiveram mais distantes da superfície da Terra na história da humanidade, e voarão em nosso bebê.”
ODell está entre a grande equipe da empresa aeroespacial e de defesa Lockheed Martin envolvido no projeto a nave espacial Orion.
No lançamento, este veículo fica no topo do Sistema de Lançamento Espacial de 98 metros de altura – o foguete mais poderoso já feito – e é descrito pela Lockheed Martin como sendo de uma classe própria como um veículo capaz de transportar humanos para o espaço profundo e de volta.
O Orion está em desenvolvimento há 20 anos a um custo de US$ 31,4 bilhões, e o eventual lançamento do Artemis II será a primeira vez que transportará carga humana.
Ao longo da missão de 10 dias, ele irá para o outro lado da Lua antes de viajar de volta 24 vezes mais rápido do que uma bala em alta velocidade, suportando temperaturas de cerca de 2.700 graus Celsius enquanto corta a atmosfera da Terra para pousar no Oceano Pacífico.
Tudo isso, ao contrário das naves Apollo das décadas de 1960 e 70, contendo banheiro privativo e instalações para preparar refeições quentes.
“Nada é de graça”
ODell tem trabalhado no Orion quase desde o seu início como parte de uma equipe que, no seu auge, contava com cerca de 1.000 pessoas.
Internamente, ODell é conhecido como o “arquiteto” de Orion, mas não é um arquiteto no sentido convencional.
Em vez disso, ele é um arquitecto de sistemas, cujo papel é garantir que a nave espacial equilibra todos os seus requisitos técnicos – dos quais existem cerca de 35.000 no total, abrangendo tudo, desde potência e peso até iluminação e ergonomia.
“É o esforço de criar um design integrado que equilibre todas as coisas concorrentes que precisam ser verdadeiras simultaneamente para ter um sistema que possa cumprir esta missão”, explicou.
Às vezes, esse esforço significa destruir as coisas e começar de novo. Por exemplo, nos primeiros dias do programa Orion, a intenção era que a cápsula aterrasse em terra, a fim de evitar as qualidades corrosivas da água do mar.
“Mas seguimos o caminho de tentar pousar em terra firme e chegamos a uma posição em que a tecnologia que precisávamos para isso era muito pesada”, disse ODell.
“E então houve um momento em que tivemos que decidir que, para viver dentro das restrições de massa que temos, teríamos que mudar para um pouso na água.”
“Nada é de graça, esse é um dos princípios básicos disso”, acrescentou. “Sempre tenho que negociar algo para conseguir algo no design do sistema.”
Para ajudar a testar essas compensações, os engenheiros fizeram uso extensivo de modelagem digital, inclusive em uma instalação de realidade virtual chamada Collaborative Human Immersive Lab (CHIL).
Eles trabalharam com maquetes em escala real do Orion para verificar se seria possível montar a altamente complexa teia de tubos e fios na barriga do veículo.
“É bom ter um banheiro de verdade”
Uma das principais prioridades do design da Orion é proporcionar um espaço mais confortável aos seus astronautas – o seu módulo de tripulação tem 57 por cento mais espaço habitável do que a cápsula Apollo, tornando-a tão espaçosa como uma minivan.
Isso porque a Orion foi concebida como uma nave espacial multifuncional com a capacidade de levar astronautas em longas viagens ao espaço profundo.
Ele foi projetado para transportar uma tripulação desencaixada por até 21 dias e para ser adequado para corpos de 99% da população humana.
Toda uma equipe de engenheiros, conhecida como Integração de Sistemas Humanos, dedica-se a trabalhar na ergonomia da cabine, determinando como os controladores manuais devem ser colocados e onde são necessários ajustes no estilo do assento do carro.
Depois, há as comodidades. Assim como uma máquina de exercícios do tamanho de uma mala – essencial no espaço para prevenir a perda de massa óssea – existe um aquecedor de alimentos e uma “baía de higiene” privada contendo um vaso sanitário com sucção e uma mangueira de urina.
Se isso não parece particularmente atraente, é melhor do que os banheiros das missões Apollo, que consistiam em sacos plásticos com lacre adesivo.
“Voltando à Apollo, eles tinham maneiras bastante rudimentares de lidar com funções humanas básicas”, disse ODell. “Quando você está em uma lata a 320 mil quilômetros da Terra, é bom ter um banheiro de verdade.”
As melhorias no conforto são parcialmente impulsionadas pelos avanços tecnológicos que permitem que estas instalações sejam embaladas de forma mais compacta.
“Mas também, se você vai ficar trancado em algo do tamanho de um carro pequeno por um mês com outras três pessoas, você realmente precisa dessas coisas para manter a sanidade”, acrescentou ODell.
Para esse mesmo fim, o som é outra consideração importante.
“Há muitas coisas naquela cabine e fica bastante barulhento”, disse ODell. “Novamente, se você vai passar um mês lá sentado a 110 decibéis, isso não vai funcionar muito bem.”
“E assim, gerenciar a acústica da cabine e reprimir coisas que distribuem o ruído, e ser determinado quanto à quantidade de ruído que diferentes componentes podem produzir, e limitá-los – isso se tornou uma grande coisa.”
Enquanto isso, extensos testes e ajustes foram feitos para chegar a um sistema de alto-falantes que permite aos astronautas ouvir Houston de forma inteligível, sem adicionar muito peso ou consumir muita energia.
“Pular na reentrada era sinônimo de morte”
Todo o Orion foi projetado dessa forma, tomando as funções necessárias como ponto de partida, começando com as coisas grandes – como o lançamento – e gradualmente se aprofundando em detalhes granulares no que ODell descreve como um processo de “lavar, enxaguar, repetir”.
“Você começa nem falando sobre a estrutura ou o formato de nada, apenas: o que isso tem a ver?” ele explicou.
No final das contas, o formato básico do Orion é semelhante ao do Apollo, com o módulo cônico da tripulação colocado no topo de um módulo de serviço cilíndrico fabricado pela Airbus, fornecendo energia, água e oxigênio.
“Física é física”, disse ODell. “Muitas vezes as pessoas olham para o formato do veículo e pensam, meu Deus, estamos onde estávamos nos anos 60.”
“Mas essa é a forma que funciona para reentradas em alta velocidade do espaço profundo. Você precisa de superfícies amplas que não aqueçam quando você chega a 43 mil quilômetros por hora na atmosfera superior.”
Além disso, quase tudo mudou, impulsionado significativamente por enormes avanços na tecnologia informática.
Num grande afastamento das missões Apollo, o Artemis II tentará “saltar” o seu caminho de volta para a atmosfera da Terra como uma pedra deslizando sobre um lago, porque permite uma maior precisão de aterragem.
“Na época da Apollo, pular a reentrada era sinônimo de morte”, disse ODell. “Você vai pular da Terra e ir para o vazio escuro.”
“E agora, devido aos nossos avanços na capacidade de executar software poderoso, saltamos propositalmente como forma de controlar as cargas do veículo e ter alguma aparência de controle sobre para onde estamos indo.”
Devido à sua necessidade de viajar por períodos mais longos, o Orion também é movido a energia solar em vez de movido a hidrogênio, o que significa que a propulsão não é limitada pela quantidade de gás que pode ser transportada.
O futuro verá novas evoluções no design do Orion. Esta missão verá Artemis II orbitar a lua. A próxima missão da NASA – Artemis III, programada para 2028, no mínimo – verá o primeiro pouso humano na Lua desde 1972.
Isso exigirá a adição de um sistema de acoplamento para um módulo lunar.
“Esse é um sistema totalmente diferente”, disse ODell. “Não é apenas uma coisa que você coloca no nariz, é uma espécie de tentáculos que penetram em tudo.”
ODell e seus colegas também estão trabalhando na integração de um freezer criogênico no Orion, para que o material lunar possa ser transportado de volta à Terra.
E já começaram as conversas sobre como a Orion poderia levar em conta uma viagem de 1.000 dias a Marte.
“Grandes e inspiradores triunfos, e algumas tragédias também”
Mas isso ainda está muito longe e o foco agora está em Artemis II.
Alguns especialistas expressaram preocupação com a segurança da missãodepois que o escudo térmico de Orion retornou da missão Artemis I desenroscada com danos inesperados.
À espreita ao fundo está a memória do ônibus espacial Columbia, que se partiu na reentrada em 2003, matando todos os sete astronautas a bordo.
A NASA reuniu todos os pedaços do Columbia que conseguiu encontrar em uma única sala no Centro Espacial Kennedy, com a intenção de servir como um lembrete das consequências da complacência.
“Já estive lá algumas vezes com grupos diferentes”, disse ODell. “E em ambas as vezes é muito emocionante perceber que não se trata apenas de mover imagens em CAD e desenhar diagramas de fluxo. Isso resulta em sistemas nos quais o pai, a irmã e o irmão de alguém irão voar.”
“Não é segredo que a indústria aeroespacial tem sido, em geral, marcada por alguns triunfos importantes e inspiradores, e também por algumas tragédias”, acrescentou.
Embora ele esteja confiante na segurança da missão, quando o Artemis II finalmente decolar, ODell estará com os olhos colados nos monitores de Houston.
“Definitivamente, como engenheiro que esteve nas trincheiras, você certamente está observando todos os eventos críticos pelos quais passou horas, meses e anos suando”, disse ele.
“À medida que subimos, as carenagens que encapsulam o módulo de serviço se soltam – é um grande evento para o qual há muitos testes”, acrescentou.
“E mesmo apenas os painéis solares sendo implantados e travados no lugar, isso tem que funcionar. Se eles não saírem e se encaixarem no lugar, teremos que voltar para casa.”
“Mesmo que você esteja completamente confiante de que tem todos os dados, de ter feito todos os testes, há uma montanha de papel que prova que eles vão funcionar, você ainda se preocupa com esses eventos até vê-los acontecer pela primeira vez.”
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