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Artemis 1: como esta missão lunar de 2022 abrirá o caminho para um retorno humano à Lua

Andrés Gomez/Unsplash

Em 19 de dezembro de 1972, os astronautas Eugene Cernan, Harrison Schmitt e Ronald Evans caíram com segurança no Oceano Pacífico, encerrando o Apolo 17 missão lunar. Eles foram as últimas pessoas a viajar além órbita terrestre baixa – tipicamente definido como menos de 1.000 km acima da superfície da Terra.

Cerca de 49 anos depois, estamos nos aproximando do lançamento da missão lunar Artemis 1 da Nasa. Artemis é o mais recente de uma longa série de projetos ao longo de muitas décadas tentar um retorno humano à Lua. É de longe o mais próximo de ser realizado, com as primeiras tentativas de lançamento atualmente agendadas para março de 2022 .

A Artemis 1 não levará astronautas, mas lançará a primeira espaçonave capaz de fazê-lo em uma jornada de retorno à órbita lunar em quase 50 anos. Com o objetivo final de estabelecer uma presença humana de longo prazo dentro e ao redor da Lua, Artemis é a primeira de uma série de missões tripuladas no espaço profundo cada vez mais complexas programadas para os próximos anos.

Artemis 1 consiste em um nave espacial Orion que será lançado pelo novo sistema de lançamento espacial – atualmente o foguete operacional mais poderoso do mundo. Orion compreende o módulo da tripulação, uma cápsula cônica que pode acomodar até seis astronautas por 21 dias no espaço profundo, e o Módulo de Serviço Europeu , contendo o motor de foguete principal da Orion.

O Módulo de Serviço Europeu gera energia elétrica com painéis solares x-wing distintos e transporta estoques de água, ar respirável e combustível. Ele também controla o ambiente térmico dentro do módulo da tripulação, mantendo os astronautas e os sistemas elétricos dentro dos limites de temperatura seguros.

Dois desafios críticos

As duas partes mais difíceis de qualquer missão ao espaço são o lançamento e o pouso. Vejamos primeiro como o Artemis 1 será lançado.

O sistema de lançamento espacial consiste em um enorme palco central movido a líquido, alimentado por motores de a era do ônibus espacial , e dois poderosos foguetes de propulsão de combustível sólido montados na lateral, que juntos produzem quase nove milhões de libras de empuxo no lançamento.

No topo do palco central está o estágio de propulsão criogênica provisório , um motor menor movido a líquido que empurrará Orion para fora da órbita da Terra e em direção à Lua.

A espaçonave Orion é agora anexado ao sistema de lançamento espacial no Kennedy Space Center, na Flórida, para uma série de testes de pré-lançamento e ensaios. Isso inclui abastecer o sistema de lançamento espacial, e praticando rolando todos os elementos do foguete para a plataforma de lançamento.

A espaçonave Orion se aventurará milhares de quilômetros além da lua durante Artemis I. ( Espaçonave Orion da NASA /CC BY-NC-ND 2.0)

Embora o sistema de lançamento espacial nunca tenha voado antes, a espaçonave Orion foi testada no espaço uma vez. Isso também foi sem astronautas, de volta em 2014 . Embora este voo de teste tenha viajado além da órbita baixa da Terra com sucesso, não foi até a Lua.

Objetos que retornam da Lua para a Terra estão viajando consideravelmente mais rápido quando encontram nossa atmosfera do que objetos caindo da órbita baixa da Terra. este gera temperaturas muito quentes. Portanto, um dos principais objetivos do Artemis 1 é garantir que a proteção térmica em Orion possa suportar esse calor feroz de reentrada na atmosfera da Terra.

Ao voltar para casa, Orion estará viajando a 25.000 mph quando atingir o topo da atmosfera da Terra e deve suportar temperaturas de 2.760 ℃ . Para comparação, uma espaçonave retornando à Terra da Estação Espacial Internacional em órbita baixa da Terra normalmente está viajando a velocidades de 17.000 mph e encontra temperaturas de aproximadamente 1.900 ℃.

O que acontece após a decolagem?

O Artemis 1 será lançado do Centro Espacial Kennedy para a órbita da Terra, após o que o estágio central do sistema de lançamento espacial se desprenderá e o estágio de propulsão criogênica interino será acionado, enviando Orion a caminho da Lua.

Após uma viagem de vários dias, o Artemis 1 descerá apenas 100 km acima da superfície lunar, acionará seus motores a bordo e entrará em uma órbita retrógrada distante ao redor da Lua, que o levará a uma distância máxima da Terra de cerca de 430.000 km. De tal distância, a Terra pareceria para um astronauta ter aproximadamente o mesmo tamanho que a unha do seu dedo mindinho segurada no comprimento dos braços.

Esta será a maior distância da Terra já alcançada por uma espaçonave com capacidade humana. O atual recordista é o 1970 missão Apollo 13 , que foi forçado a abortar um pouso na Lua após uma explosão em um dos tanques de oxigênio da espaçonave.

Durante esse período, os engenheiros testarão os sistemas da Orion – como sua capacidade de reter a pressão do ar e os níveis de radiação dentro da cápsula da tripulação. Enquanto o Artemis 1 trata principalmente de verificar a viabilidade do Orion para futuras missões tripuladas, as câmeras nas extremidades dos painéis solares do Módulo de Serviço Europeu devem fornecer imagens de tirar o fôlego de Orion no espaço, com a Terra e a Lua como pano de fundo.

Após seis dias em órbita lunar, o Orion realizará vários outros disparos de motor e outro sobrevoo lunar próximo, antes de iniciar sua viagem para casa. Os horários exatos do voo dependerão de quando o Artemis 1 for lançado.

Inúmeras considerações para as janelas de lançamento devem ser feitas, como garantir que a Terra não bloqueie a luz solar de atingir os painéis solares do Módulo de Serviço Europeu durante os voos de e para a Lua, e que a reentrada e a queda ocorra à luz do dia para ajudar na recuperação da nave espacial.

Prevê-se que cerca de 26 dias após o lançamento, Orion irá destacar o Módulo de Serviço Europeu e, em seguida, apontar a base plana do compartimento de tripulação cônico, revestido de proteção térmica, para a Terra para o que esperamos ser uma reentrada atmosférica segura e queda assistida por pára-quedas em o Pacífico.

Muito depende do sucesso desta missão. Se tudo correr bem, podemos esperar ver Artemis 2 – com astronautas – decolar nos próximos anos.

Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .

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