Pousar a primeira mulher e o próximo homem na Lua em 2024
A NASA está embarcando em uma nova era de exploração. Com Artemis, a NASA vai pousar a primeira mulher na superfície da Lua e devolvê-los com segurança à Terra.
Artemis I, anteriormente Exploration Mission-1, será o primeiro teste integrado dos sistemas de exploração do espaço profundo da NASA: a espaçonave Orion, o foguete Space Launch System (SLS) e os sistemas terrestres do Kennedy Space Center em Cabo Canaveral, Flórida.
Mae Jemison é engenheira, médica e ex-astronauta da NASA. Ela foi a primeira mulher afro-americana no espaço.
Jemison foi selecionada para o programa de astronautas em junho de 1987. Em seu primeiro voo, ela foi a especialista em missão científica no STS-47 Spacelab-J. A missão, que foi cooperativa entre os EUA e o Japão, incluiu 44 experimentos de ciências da vida e processamento de materiais. Jemison foi co-investigadora no experimento de pesquisa de células ósseas realizado na missão. Ao completar seu primeiro voo espacial, Jemison registrou 190 horas, 30 minutos e 23 segundos no espaço.
A primeira de uma série de missões cada vez mais complexas, Artemis I será um teste de voo que fornecerá uma base para a exploração humana do espaço profundo e demonstrará nosso compromisso e capacidade de estender a existência humana à Lua e além.
Durante este voo, a espaçonave será lançada no foguete mais poderoso do mundo e voará mais longe do que qualquer espaçonave construída para humanos já voou. Ela viajará 280.000 milhas da Terra, milhares de milhas além da Lua ao longo de uma missão de quatro a seis semanas. A Orion permanecerá no espaço por mais tempo do que qualquer nave para astronautas sem atracar em uma estação espacial e voltará para casa mais rápido e mais quente do que nunca.
“Esta é uma missão que realmente fará o que não foi feito e aprenderá o que não é conhecido. Ela abrirá uma trilha que as pessoas seguirão no próximo voo da Orion, empurrando as bordas do envelope para se preparar para essa missão”.
Disse Mike Sarafin, gerente da missão Artemis I.
Deixando a Terra
O SLS e o Orion decolarão do Complexo de Lançamento 39B no espaçoporto modernizado da NASA no Kennedy Space Center, na Flórida. O foguete SLS foi projetado para missões além da órbita baixa da Terra, transportando tripulação ou carga para a Lua e além, e produzirá 8,8 milhões de libras de empuxo durante a decolagem e subida para lançar um veículo pesando quase seis milhões de libras em órbita. Impulsionado por um par de propulsores de cinco segmentos e quatro motores RS-25, o foguete atingirá o período de maior força atmosférica em noventa segundos. Depois de descartar os propulsores, os painéis do módulo de serviço e o sistema de aborto de lançamento, os motores do estágio principal serão desligados e o estágio principal se separará da espaçonave.
Foguete do Sistema de Lançamento Espacial (SLS) da NASA com a espaçonave Orion a bordo visto no topo do lançador móvel na Plataforma de Lançamento 39B.
À medida que a espaçonave faz uma órbita da Terra, ela implantará seus painéis solares e o Estágio Interino de Propulsão Criogênica ( ICPS ) dará a Orion o grande impulso necessário para deixar a órbita da Terra e viajar em direção à Lua. A partir daí, o Orion se separará do ICPS dentro de cerca de duas horas após o lançamento. O ICPS irá então implantar uma série de pequenos satélites, conhecidos como CubeSats, para realizar vários experimentos e demonstrações de tecnologia .
Para a Lua
À medida que o Orion continua em seu caminho da órbita da Terra para a Lua, ele será impulsionado por um módulo de serviço fornecido pela Agência Espacial Europeia, que fornecerá o principal sistema de propulsão e energia da espaçonave (assim como ar e água para os astronautas em futuras missões). A Orion passará pelos cinturões de radiação de Van Allen, passará pela constelação de satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e acima dos satélites de comunicação na órbita da Terra. Para conversar com o controle da missão em Houston, a Orion mudará do sistema de satélites de rastreamento e retransmissão de dados da NASA e se comunicará através da Deep Space Network . A partir daqui, a Orion continuará a demonstrar seu design exclusivo para navegar, comunicar e operar em um ambiente de espaço profundo.
A viagem de ida à Lua levará vários dias, durante os quais os engenheiros avaliarão os sistemas da espaçonave e, conforme necessário, corrigirão sua trajetória. Orion voará cerca de 62 milhas (100 km) acima da superfície da Lua e, em seguida, usará a força gravitacional da Lua para impulsionar Orion em uma nova órbita retrógrada ou oposta, a cerca de 40.000 milhas (70.000 km) da Lua.
A espaçonave permanecerá nessa órbita por aproximadamente seis dias para coletar dados e permitir que os controladores da missão avaliem o desempenho da espaçonave. Durante este período, Orion viajará em uma direção ao redor da Lua retrógrada da direção em que a Lua viaja ao redor da Terra.
As primeiras missões de Ártemis
Após um teste bem-sucedido de fogo quente, o palco principal será enviado ao Centro Espacial Kennedy da agência, na Flórida, para integração com a espaçonave. A NASA lançará um SLS e um Orion juntos em dois testes de voo ao redor da Lua para verificar o desempenho, suporte de vida e recursos de comunicação. A primeira missão – conhecida como Ártemis I – está a caminho de 2021 sem astronautas, e a Ártemis II voará com tripulação em 2023.
No plano da Fase 1, a NASA observa detalhes adicionais sobre a realização de um novo teste durante a missão Ártemis II – uma demonstração de operações de proximidade. Pouco depois de Orion se separar do estágio de propulsão criogênica interino, os astronautas pilotarão manualmente o Orion à medida que se aproximam e se afastam do palco. Esta demonstração avaliará as qualidades de manuseio do Orion e hardware e software relacionados para fornecer dados de desempenho e experiência operacional que não podem ser prontamente obtidos no solo em preparação para encontros, operações de proximidade e acoplamento, bem como operações de desacoplamento em órbita lunar começando em Ártemis III.
Enquanto se prepara e realiza essas missões de teste de voo, a NASA já estará de volta à Lua roboticamente – usando serviços de entrega comercial para enviar dezenas de novas investigações científicas e demonstrações de tecnologia à Lua duas vezes por ano a partir de 2021.
Em 2024, Ártemis III será o retorno da humanidade à superfície da Lua – pousando os primeiros astronautas no Polo Sul lunar. Após o lançamento no SLS, os astronautas viajarão cerca de 240.000 milhas para a órbita lunar a bordo do Orion, ponto em que embarcarão diretamente em um dos novos sistemas comerciais de pouso humano, ou atracarem no Gateway para inspecioná-lo e coletar suprimentos antes de embarcar no sistema de pouso para sua expedição à superfície.
Vestindo trajes espaciais modernos que permitem maior flexibilidade e movimento do que os de seus antecessores Apollo, os astronautas coletarão amostras e realizarão uma série de experimentos científicos ao longo de quase sete dias. Usando o módulo de aterrissagem, eles retornarão à órbita lunar antes de finalmente voltarem para a Terra a bordo da Orion.
O trabalho está progredindo rapidamente no Gateway. A NASA integrará os dois primeiros componentes a serem lançados – o elemento de energia e propulsão e o posto avançado de habitação e logística – em 2023. Essa base para o Gateway poderá operar de forma autônoma, realizando experimentos científicos remotos quando os astronautas não estiverem a bordo. A NASA selecionou os dois primeiros conjuntos de instrumentos científicos para conduzir investigações meteorológicas espaciais em órbita lunar antes das visitas da tripulação.
Embora a NASA não tenha tomado uma decisão final de usar o Gateway para Ártemis III, Ártemis IV e além enviarão tripulação a bordo do Orion para atracar no Gateway, onde dois membros da tripulação podem ficar a bordo da nave em órbita enquanto dois vão para a superfície. Com o tempo, o posto avançado evoluirá, com novos módulos adicionados por parceiros internacionais, permitindo que os membros da tripulação realizem missões lunares cada vez mais longas.
Conforme detalhado no conceito da agência para sustentabilidade de superfície no início deste ano, um acúmulo incremental de infraestrutura na superfície seguirá no final desta década, permitindo expedições de superfície mais longas com mais tripulação. Esse conceito exige um Acampamento Base de Ártemis que incluiria novos rovers, sistemas de energia, habitats e muito mais na superfície para exploração de longo prazo da Lua.
Ao longo do programa Ártemis, robôs e humanos procurarão e potencialmente extrairão recursos como água que podem ser convertidos em outros recursos utilizáveis, incluindo oxigênio e combustível. Ao aperfeiçoar as tecnologias de pouso de precisão, bem como desenvolver novas capacidades de mobilidade, os astronautas viajarão distâncias maiores e explorarão novas regiões da Lua.
Retorno e Reentrada
Para sua viagem de retorno à Terra, a Orion fará outro sobrevoo próximo que leva a espaçonave a cerca de 60 milhas da superfície da Lua, a espaçonave usará outro disparo do motor precisamente cronometrado do módulo de serviço fornecido pela Europa em conjunto com a gravidade da Lua para acelerar de volta para a Terra. Essa manobra colocará a espaçonave em sua trajetória de volta à Terra para entrar na atmosfera do nosso planeta viajando a 25.000 mph (11 quilômetros por segundo), produzindo temperaturas de aproximadamente 5.000 graus Fahrenheit (2.760 graus Celsius) – mais rápido e mais quente do que Orion experimentou antes.
Após cerca de quatro a seis semanas e uma distância total percorrida superior a 1,3 milhão de milhas, a missão terminará com um teste da capacidade da Orion de retornar com segurança à Terra, enquanto a espaçonave faz um pouso de precisão à vista da nave de recuperação na costa de Baja, Califórnia. Após a queda, o Orion permanecerá energizado por um período de tempo enquanto mergulhadores da Marinha dos EUA e equipes de operações dos Sistemas de Exploração Terrestre da NASA se aproximam em pequenos barcos do navio de recuperação em espera. Os mergulhadores inspecionarão brevemente a espaçonave em busca de perigos e conectarão cabos de reboque, e então os engenheiros rebocarão a cápsula no convés da nave de recuperação para trazer a espaçonave para casa.
Missões futuras
Com esta primeira missão de exploração, a NASA está liderando os próximos passos da exploração humana no espaço profundo, onde os astronautas construirão e começarão a testar os sistemas perto da Lua necessários para missões na superfície lunar e exploração para outros destinos mais distantes da Terra, incluindo Marte. O segundo voo levará a tripulação a uma trajetória diferente e testará os sistemas críticos da Orion com humanos a bordo. O foguete SLS evoluirá de uma configuração inicial capaz de enviar mais de 26 toneladas para a Lua, para uma configuração final que pode enviar pelo menos 45 toneladas. Juntos, Orion, SLS e os sistemas terrestres de Kennedy serão capazes de atender às necessidades mais desafiadoras de tripulação e missão de carga no espaço profundo.
Futuras missões de exploração com tripulação a bordo do Orion serão montadas e acopladas a um Gateway. A NASA e seus parceiros usarão o portal para operações no espaço profundo, incluindo missões para e na Lua com dependência decrescente da Terra. Usando a órbita lunar, ganharemos a experiência necessária para estender a exploração humana mais longe do que nunca no sistema solar.
Referências
nasa.gov/feature/around-the-moon
