Elon Musk ressuscita a corrida espacial. Nós vamos para a Lua, galera!

Depois do pouso da Apollo 11 a Corrida Espacial se transformou em uma competição de Formula E, com o Rubinho pilotando um carro 220 V ligado em uma tomada 110 V. Sem a grana e a necessidade política de colocar um homem na Lua, a NASA aderiu ao conservadorismo que é a sua marca registrada.

Se algo já foi feito, faça igual. Se é novidade, reuse o máximo de tecnologia e procedimentos. Na dúvida, não invente. Parece um bom conselho, e é, mas por causa disso qualquer coisa que a NASA lance está entre 10 e 15 anos desatualizado em relação ao resto do mundo.

O futuro SLS, o foguete que a NASA está desenvolvendo faz tempo voará, se tudo der certo em novembro de 2018, ao absurdo custo de US$ 500 milhões por lançamento. Ele usa quatro motores RS-25, os mesmos do Ônibus Espacial. Não, não do mesmo modelo, os mesmos mesmos, do estoque de motores recondicionados e de reserva.

É um motor que teve sua gênese no começo da década de 60, foi refinado nos anos 70 e voou pela primeira vez em 1981. Isso mesmo, o foguete futurista da NASA vai voar com motores imaginados antes de o homem pousar na Lua.

A SpaceX não tem esse apego ao passado. Chips certificados para espaço são caros e lentos demais? Não tem problema, usamos vários computadores, redundância. É caro perder o primeiro estágio a cada lançamento? Vamos reutilizar. Sim, a NASA pesquisa a mesma coisa tem uns 40 anos, mas sem pressa. A SpaceX conseguiu em dois anos. Precisava.

Elon Musk sabe que não vai chegar a Marte, não vai chegar nem a Niterói pensando pequeno e só tomando decisões 100% seguras, que aliás não existem. Por isso tomaram a decisão ousada e temerária de aceitar a proposta de dois clientes, que pediram algo bem simples:

Um vôo para a Lua.

Quem Vai?

Não foi divulgado ainda, mas são dois sujeitos com dinheiro a rodo, eles se aproximaram da SpaceX com a proposta, e as carteiras recheadas mostraram que falavam a sério. Elon Musk fez as contas num guardanapo, viu que era extremamente arriscado mas em termos de propaganda seria excelente, e topou. Os dois já pagaram um “significante” depósito. Já começaram ou começarão em breve o treinamento.

Quanto Custou?

Musk não entrou em detalhes, mas falou que cada um pagou um pouco mais que um vôo para a Estação Espacial Internacional. Os russos cobram da NASA e de turistas US$ 80 milhões. Dá para chutar US$ 90 ou US$ 100 milhões, o que é um valor BEM razoável. Um vôo do Falcon Heavy custa US$ 90 milhões.

No que voarão?

Eles irão em uma Dragon 2 adaptada. As principais modificações são nos sistemas de comunicação para espaço profundo e nos suprimentos mas a mais essencial e prioritária, a número um envolve também o número 2:

Como ela foi projetada para viagens até a ISS, que são curtinhas, não há banheiro na nave, mas por mais que não passe nada durante as primeiras horas, em algum momento o sujeito vai relaxar, perceber que não morreu e que está em uma viagem de uma semana no espaço. Aí sua preocupação número um… — ops já fiz essa piada.

A Dragon 2 até agora só fez o vôo de teste do sistema de escape de emergência, mas até o final de 2018 ela já terá sido certificada e voado para a ISS. Do mesmo jeito o Falcon Heavy, o foguete que responde à próxima pergunta:

Como chegarão lá em cima?

Conforme já explicado, com o Falcon Heavy.

Ele é basicamente uma idéia muito Kerbal de 3 Falcon 9s colados. Para vôos orbitais o Falcon 9 dá conta mas é preciso a potência extra do Falcon Heavy para injetar a Dragon 2 em uma trajetória lunar. Ele também ainda não voou, o primeiro teste está marcado para algum momento durante o inverno de 2017.

Será um pouso lindo, não?

Err… não. Existe um problema prático aqui: para entrar em órbita da Lua você tem que desacelerar, pois estará a 2,5146 km/s, e para orbitar a 110 km de altitude acima da superfície lunar, precisa estar a 1,627 km/s. Essa velocidade precisa ser zerada se você quiser pousar. Na hora de decolar, a mesma coisa. Tem que acelerar a nave até 1,6 km/s para entrar em órbita da Lua, e a 2,4 km/s para atingir velocidade de escape e cair em direção à Terra.

A Dragon simplesmente não tem todo esse delta-v. Ela pode, em teoria pousar na Lua, ficar um tempo, voltar pra órbita, reabastecer e então entrar em uma trajetória para a Terra, mas a SpaceX (nem ninguém) tem essa tecnologia ainda e já há coisa demais que pode dar errado. A solução? Um truque criado em 1963 por um tal Arthur Schwaniger, a…

Trajetória de Retorno Livre

O conceito é extremamente simples: você lança sua nave em direção à Lua, em uma posição onde ela passará ao lado, será atraída pela gravidade lunar, desacelerada e após passar atrás da Lua, estará em uma trajetória de volta à Terra.

O gráfico que todo mundo usa é este:

Este é o gráfico que eu gostaria de usar, afinal não é todo dia que alguém sem nenhuma maldade na cabeça faz uma gracinha dessas…

Mas vamos ao bom e velho Kerbal. O bom da Trajetória de Retorno Livre é que você só precisa de motores na manobra inicial. O truque é realizar a manobra em órbita da Terra, depois que tudo estiver mais que conferido confirmado checado carimbado avaliado, aí você embarca na jornada.

Feita a manobra, você começa a cantar ♫segura na mão de Newton e vai…”

Só há um detalhe: como você pode ver na figura acima, a Lua está em movimento a nave está em movimento, a Terra está em movimento. Você tem que apontar a nave para onde a Lua provavelmente estará quando você chegar lá.

Aqui a linha azul é a posição da nave, a laranja é a trajetória, a bolinha no final da linha azul é o ponto em que a nave entra na esfera de influência da gravidade da Lua, quando ela passa a ser mais forte que a da Terra. A linha laranja é a trajetória que a nave seguirá.

Ela vai diminuir de velocidade até a marca laranja, quando então voltará a cair em direção à Terra. A linha roxa é a órbita final da nave.

Não, nada mudou, lembre-se que tudo está em movimento relativo, a nave capturada pela gravidade lunar, será enviada de volta, só sobra um tempinho pra fazer umas fotos:

A trajetória de retorno, depois que você deixa a influência da Lua:

Como o objetivo é voltar pra casa e não só dar um alô, a órbita é calculada para passa dentro do planeta, o que significa uma reentrada:

Isso tudo feito sem motores, abandonei o primeiro estágio depois da inserção inicial, usei os jatos de manobra pra me afastar e só.

Mas isso existe mesmo?

Sim, as Apollos 8, 10 e 11 foram lançadas em trajetórias de retorno livre, assim se algo desse errado era só esperar e estariam de volta (a Apollo 9 foi um teste em órbita da Terra). Depois disso a NASA determinou que o equipamento era confiável, então as naves eram lançadas em órbitas mais diretas e mais rápidas. Aí teve a Apollo 13. Eles sofreram o acidente já próximos da Lua, mas tinham combustível suficiente para alterar a órbita e ingressar em uma trajetória de retorno livre.

Claro, como na vida real as coisas nunca são perfeitas, você sempre tem que fazer uma correçãozinha ou outra, ainda mais quando você está mirando um ponto específico no espaço e no tempo, para não reentrar em cima de Moscou, e para acertar a atmosfera no ângulo e altitude corretas, quando uma diferença de um pentelhonésimo de micronada para cima ou para baixo significa morrer horrivelmente ou ser catapultado para o espaço profundo, e morrer horrivelmente.

Então vai sem motor?

Não, a Dragon 2 tem oito motores Superdraco e 18 manobradores,  ela é projetada inclusive para POUSAR com esses motores, igual uma nave espacial de verdade, paraquedas são só pra emergências. Eles também servem como sistema de escape, durante o lançamento.

Eles serão usados nas manobras de correção de trajetória e na reentrada, pois é sempre bom você calcular uma órbita alta, melhor arremeter do que pousar com problemas. E por falar em problemas…

REZA A LENDA, aparentemente o Musk falou em entrevista que o vôo vai ser todo automatizado, e só vão os dois passageiros. Isso mesmo, depois de 46 anos humanos vão voltar à Lua e não vão mandar astronautas treinados, mas civis adestrados para não encostar em nada, enquanto os nerds comandam tudo remotamente.

Eu não acredito. Automação é legal quando tudo funciona, por isso ainda temos pilotos em aviões comerciais. A quantidade de coisas que podem dar errado em uma missão dessas é, se me perdoam o clichê, astronômica. Se uma válvula dá defeito e um jato de manobra começa a vazar, não vai ser um controlador em terra que vai resolver, você precisa de alguém com experiência e cojones, como Neil Armstrong, que conseguiu reverter a Gemini 8 depois que ela entrou em um giro descontrolado.

British Pathé — Tragedy Averted (1966)

A minha previsão: irão mandar os dois passageiros e dois astronautas, pois astronauta assim como backup, se você só tem um não tem nenhum. Ainda sobra bastante espaço na cápsula para as duas toneladas de câmeras que com certeza levarão.

E o Futuro?

Elon Musk já deixou claro que ele não liga pra Lua, mas se alguém quiser ir pra lá por ele tudo bem, afinal é dinheiro em caixa e financiamento para a missão marciana. Ele meio que sem-querer pode ter aberto as portas para a exploração comercial da Lua. US$ 100 milhões por passageiro é praticamente de graça se comparado com o custo das missões Apollo.

Com menos de US$ 500 milhões alguém pode mandar vários módulos infláveis da Bigelow, tanques orbitais não são tecnologia impossível de se criar. Com eles as Dragons conseguem pousar e decolar da Lua, podemos ter uma colônia em poucos anos, e não décadas.

Talvez se repita na Lua o que Musk quer fazer em Marte: fazer o carreto e deixar que outros cuidem da infra. Com a diferença é que Kennedy precisou de uma década inteira, Musk vai para a Lua em dois anos.

A NASA estava planejando uma missão assim para daqui a uns 6 anos. Pelo visto vão ser atropelados pelo futuro, que finalmente voltou a ser o que costumava ser.