Quando decolar do Centro Espacial Kennedy, o foguete da missão Artemis 1 levará ao espaço a Orion, a nave de nova geração da NASA.
O projeto e a construção da nave ficaram a cargo da empresa americana Lockheed Martin, a partir de um contrato com a agência espacial no . O acordo prevê a construção de pelo menos seis espaçonaves para levar astronautas à Lua – podendo o contrato ser expandido para 12 naves no total, até o final do ano de 2030.
A ideia é que a espaçonave seja utilizada em missões ao espaço profundo ao longo desta e da próxima década, levando astronautas para a Lua, assim como para a estação espacial lunar Gateway.
O design lembra as cápsulas utilizadas durante o programa Apollo, com a diferença de que a Orion é maior e, claro, mais moderna.
Durante a viagem para a Lua, o módulo da tripulação, onde os astronautas vivem e trabalham, estará conectado a um módulo de serviço – desenvolvido pela Agência Espacial Europeia (ESA) e construído pela Airbus –, e que fornecerá energia, propulsão e controle térmico para a nave.
Módulo da tripulação da Orion, a única parte do gigantesco foguete da Artemis 1 a voltar em segurança para a Terra. Imagem: Lockheed Martin/Divulgação
A construção da nave da Artemis
A Orion tem 3,3 metros de altura, 5 metros de diâmetro e pesa 9,4 toneladas durante a decolagem. A cápsula tem um volume habitável de 9 m³ e pode transportar até quatro astronautas – e não três, como as naves do programa Apollo.
A nave é construída a partir de sete grandes peças de liga de alumínio, unidas em um formato cônico, e usando uma técnica de soldagem por fricção e agitação. Inicialmente, o projeto previa 33 pontos de solda, mas os engenheiros conseguiram reduzir esse número para sete, economizando assim cerca de 300 kg de peso.
Ela terá capacidade para missões no espaço de até 21 dias de duração, sem precisar acoplar a outra nave ou estação espacial. A Orion contará com um banheiro compacto e privativo para homens e mulheres, equipamentos de ginástica para ajudar a prevenir a atrofia óssea, além de trajes espaciais capazes de manter a tripulação viva por seis dias no caso da despressurização da cabine.
Astronautas em treinamento no interior de um modelo em escala da nave Orion. Imagem: NASA/Divulgação
O interior também possui uma série de armários abaixo dos assentos para guardar alimentos, kits médicos, equipamentos de emergência, entre outros.
Na missão Artemis 1, apenas um assento foi instalado na nave, contendo um manequim do tamanho de um corpo masculino. Ele carregará vários sensores para medir a radiação, acelerações e vibrações que os astronautas experimentão durante a viagem até a Lua, a partir da Artemis 2.
O módulo também possui um sistema de propulsão independente composto por 12 motores pequenos, que fornecem controle da translação e rotação para a nave. Quando a Orion se separa do módulo de serviço – antes do momento da reentrada na atmosfera –, são esses motores que controlam o retorno da espaçonave até a Terra.
Por mais que a nave não seja reutilizável – como aquelas construídas pela SpaceX – a NASA pretende reutilizar pelo menos uma vez alguns componentes internos, como computadores de voo, assentos da tripulação, painéis de controle, entre outros equipamentos eletrônicos a bordo.
Módulo da tripulação da Orion (no topo) sendo integrado ao módulo de serviço desenvolvido pela ESA. Imagem: Lockheed Martin/Divulgação
O software da nova espaçonave da NASA
De acordo com a agência espacial dos EUA, os computadores da Orion têm mais de 750 mil linhas de código, que operam vários sistemas da nave, incluindo energia, comunicações, orientação, navegação, controle, gerenciamento térmico, instrumentação e propulsão.
No caso da Artemis 1, o software é totalmente automatizado, sendo capaz de lidar com várias falhas potenciais sem o suporte de técnicos na Terra, incluindo perturbações devido à radiação.
No caso de uma falha completa de todos os computadores de voo durante o procedimento reentrada na atmosfera, a Orion tem um computador de reserva para controlar a pousar a nave em segurança. O objetivo da agência é que esse software seja expandido no futuro para cobrir todas as fases de voo.
O teste de fogo durante a Artemis 1
A primeira missão do programa Artemis tem o objetivo de testar o desempenho da Orion no espaço profundo. Durante a viagem, serão testados os sistemas de comunicação e navegação.
Porém, o maior teste será nos escudos térmicos, que deverão proteger a nave durante o retorno à Terra, suportando temperaturas de até 2.760º C. Esse calor elevado é gerada pelo atrito com o ar, quando a nave retorna da Lua a uma velocidade de quase 24 mil km/h.
Segundo a NASA, nenhuma instalação de teste aerodinâmico ou aerotérmico em terra pode recriar as condições que esse escudo térmico experimentará durante a Artemis 1.
O escudo é composto por 186 blocos de Avcoat, uma versão reformulada de um material usado nas cápsulas Apollo — que usa uma resina epóxi novolac com aditivos especiais e dispostos em favos feitos de fibra de vidro. O Avcoat é colado a um esqueleto de titânio e finalizado com uma demão de tinta epóxi.
Inclusive, a Lockheed Martin afirma que desenvolveu esse novo escudo pensando não apenas nas missões para a Lua, mas também para potenciais viagens até Marte.
Técnicos da Lockheed Martin fazem testes no escudo térmico da cápsula Orion. Imagem: Lockheed Martin/Divulgação
Já o restante da nave utiliza 1.300 telhas de proteção térmica, fabricadas com um material a base de fibra de sílica. Elas são versões modernizadas das telhas utilizadas nos antigos ônibus espaciais, e servem para proteger os astronautas não apenas das variações de temperatura no espaço, mas também de potenciais choques de micrometeoritos.
Caso a nave seja atingida por uma grande tempestade solar, a NASA já providenciu um procedimento especial que consiste em criar um tipo de barricada a bordo da Orion, protegendo a tripulação de parte das das altas doses de radiação.
NASA testará pela primeira vez nova manobra
No retorno ao planeta, a NASA pretende experimentar uma manobra de reentrada diferente nos voos do programa Artemis. Em vez de mergulhar diretamente na atmosfera, como nas missões Apollo, a Orion vai “quicar” na atmosfera superior da Terra – da mesma forma que uma pedra saltando quando jogada em um lago – antes de, finalmente, reentrar para sua descida final.
A vantagem desse tipo de manobra é que ela é mais precisa e não depende da data ou ponto de partida da Lua. Além disso, ela diminui a força G a qual os astronautas são submetidos durante a reentrada, bem como reduzir as altas temperaturas que os escudos térmicos serão expostos.
O conceito não é novo, mas a manobra não foi usada durante o programa Apollo, pois ainda não existia a tecnologia de orientação e navegação que temos hoje, muito menos o poder computacional para utilizá-la.
Após o processo de reentrada, a cápsula usa um sistema que inclui 11 paraquedas, que serão implantados em sequência a partir de 23 mil pés de altitude (em torno de 7 mil metros), reduzindo a velocidade da nave de 523 km/h para 32 km/h. O pouso da missão Artemis 1 será realizado no Oceano Pacífico, cerca de 40 dias após a decolagem.
A Lockheed Martin divulgou o vídeo abaixo, onde destaca o desenvolvimento tecnológico por trás da espaçonave Orion.