AeroespacialCiênciaEngenharia aeroespacialTecnologiaO sonho de Marte de Elon Musk depende de um novo foguete gigante

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Cidade em Marte, base lunar Alfa e o BFR.

Em setembro do ano passado, Elon Musk revelou mais ideias futuristas da tecnologia espacial  no Congresso Internacional de Astronáutica (IAC, na sigla em inglês) do que possivelmente o montante de ideias já reveladas sobre o tema durante toda a última década. Isso inclui uma nova nave espacial, missões para Marte e Lua, e até mesmo usar foguetes para viagens de alta velocidade aqui da Terra. “O futuro é muito mais excitante e interessante se formos uma civilização espacial e espécies multiplanetárias do que se não o fizermos”, afirmou o chefe da empresa SpaceX. “Você quer acordar de manhã e pensar: ‘O futuro vai ser ótimo’”.

O Congresso Internacional de Astronáutica aconteceu em Adelaide, Austrália, de 25 a 29 de setembro de 2017, com a apresentação do CEO da empresa Spacex, Elon Musk, realizada em 29 de setembro (PDF da programação), o ponto alto do evento, por assim dizer.

A apresentação incluiu planos elaborados para uma Lua base, uma cidade inteira em Marte e uma viagem intercontinental de trinta minutos, todos a bordo de um novo foguete chamado “BFR” (sigla para “Big Fu***ng Rocket”, presumimos de início), sigla que na verdade é de “Big Falcon Rocket”, segundo a presidente da empresa SpaceX, Gwynne Shotwell. Tudo pareceu completamente ficcional e incrivelmente caro, mas Musk nos disse que se o BFR substituísse todos os foguetes atuais da SpaceX, tudo seria financeiramente viável.

Elon Musk compara o Big Falcon Rocket ou BRF, o qual a SpaceX pretende construir para levar a humanidade a Marte, com o foguete Saturn V (à direita). Crédito: SpaceX
Elon Musk compara o Big Falcon Rocket ou BRF, o qual a SpaceX pretende construir para levar a humanidade a Marte, com o foguete Saturn V (à direita). Crédito: SpaceX

Segundo o site Engadget, a SpaceX planeja reduzir a sua linha de foguetes de três (Falcon 9, Falcon Heavy e Dragon) para um: um foguete muito maior chamado BFR (primeiramente denominado de Sistema de Transporte Interplanetário ou STI, nome muito mais pomposo que BRF, convenhamos). “Isso é realmente fundamental”, disse Musk no evento.

O BFR poderá transportar mais carga útil do que qualquer outro foguete, incluindo o foguete Saturn V da Apollo. Como a maioria das peças será reutilizável, também será o mais barato, afirma Musk. E ainda conquistará mais confiança que o Falcon 9, porque, de acordo com os planos atuais da empresa SpaceX, ele virá com dois motores. “Eu acho que podemos chegar a um nível [de segurança] que está a par com as aeronaves comerciais mais seguras”, disse ele. E os planos dão conta que o BRF também terá a precisão suficiente para aterrissar em suas próprias estruturas de lançamento, eliminando a necessidade de suportes verticais nas bases de lançamento ou pouso.

O BFR terá propulsor e estágio superior que atuarão como o estágio superior do Falcon 9 e a cápsula Dragon em um. Possui uma ala “Delta” ou pequena parte na extremidade traseira do foguete em forma de uma pequena asa, com uma aba dividida para controle de pitch and roll para lidar com desembarques atmosféricos na Terra e em Marte, bem como aterrissagem lunares.

A nave espacial BFR (inferior) e segundo estágio (superior).
A nave espacial BFR (inferior) e segundo estágio (superior).

O foguete BRF medirá de aproximadamente 106 metros (348 pés) de comprimento e 9 metros (30 pés) de diâmetro e massa de 4.400 toneladas (9,700,000 lb). Enquanto o segundo estágio de passageiros e carga terá 47,85 metros (157 pés) de comprimento e poderá levar uma carga útil para Marte de cerca de 250 toneladas  (em sua configuração expandida) ou 150 toneladas (em uma configuração reduzida ou reutilizável) para órbita terrestre baixa, retornando com 50 toneladas (110.000 libras). Em comparação, o Falcon Heavy, que voou pela primeira vez em 06 de fevereiro deste ano, transportará 63,8 toneladas (140.700 mil libras) em órbita terrestre baixa ou 16.800 kg (37 mil libras) em seu compartimento de carga rumo a Marte.

Para mais missões, o segundo estágio do BFR poderá ser reabastecido em órbita por um espaçonave “tanque” drone. Ele poderá ainda levar até 240 passageiros, mais provável é que transporte cerca de cem pessoas, para Marte e outros lugares. Esse segundo estágio também seria equipado com uma seção de armazenamento central, galley (área de armazenagem e preparação de alimentos e bebidas em aviões), área de entretenimento e abrigo contra tempestade solar.

O BFR será alimentado por 31 motores Raptor no primeiro estágio, que funcionam com metano e oxigênio, em vez de querosene e oxigênio como nos motores do Falcon 9. Essa tecnologia tornará os motores com a “maior relação impulso-peso de um motor de todos os tempos”, disse Musk. Esses potentes motores também serão direcionáveis, para permitir o retorno e pouso do propulsor de primeiro estágio, a marca registrada da empresa SpaceX.

BRF acoplado à ISS, e
BRF acoplado à ISS, e “fará isso com zero intervenção humana”, segundo Musk. Imagem: SpaceX

No evento, Musk fez de tudo para parecer que não se trata de um grande negócio, mas muita daquela tecnologia apresentada nunca voou. Para demonstrar o progresso feito até agora, ele adicionou que a SpaceX já testou os motores Raptor por cerca de 1.200 segundos e mostrou aos participantes um disparo de teste de 40 segundos, “típico para um desembarque de Marte”, explicou Musk.

Outro desafio é o enorme tanque de combustível criogênico. Em novembro de 2016, a SpaceX testou um protótipo do enorme tanque de propulsão de fibra de carbono que a empresa usará na nave espacial planejada para ir a Marte.

De 40 pés, ou seja cerca de 12 metros, de largura, mil metros cúbicos (ou 264.000 galões) e capacidade de 1200 ton de oxigênio líquido, o protótipo de tanque foi levado a cerca de 91 metros (300 pés) no oceano e explodido em um teste destrutivo. “Agora temos um bom senso do que é preciso construir para um enorme tanque de fibra de carbono que pode conter líquido criogênico”, explicou Musk.

Concepção artística apresentada no Congresso Internacional de Astronáutica de 2017 da base em Marte com naves espaciais BRF. Fonte:"Elon Musk (Instagram)”
Concepção artística apresentada no Congresso Internacional de Astronáutica de 2017 da base em Marte com naves espaciais BRF. Fonte:”Elon Musk (Instagram)”

Outro componente que é peça chave para o BFR é a cápsula Dragon v2, sucessora da Dragon. As naves espaciais atuais requerem o braço robótico Canadarm das Estação Espacial Internacional (ISS na sigla em inglês) operado por astronauta para o estágio final de acoplagem. A Dragon v2, acrescentou Musk, “se encaminhará diretamente para a estação espacial e fará isso com zero intervenção humana”. A SpaceX aparentemente usou a nave espacial Dragon para ajudar a aperfeiçoar os escudos térmicos para o BFR.

Quando o BFR estiver operacional, poderá lidar com todos os lançamentos comerciais da SpaceX, apesar de parecer um exagero ridículo. Poderia ser usado para lançar vários satélites ao mesmo tempo, ou enviar um telescópio espacial muito maior do que o Hubble. O BFR poderia até ser usado para coletar detritos espaciais: apenas se abriria a grande porta do compartimento de carga e se recolhe o lixo — desde que alguém pagasse pelos custos da missão, claro.

Base lunar alfa e cidade em Marte

O foguete BFR seria capaz de pousar na superfície lunar e até mesmo retornar através de reabastecimento de órbita alta. Com sua enorme capacidade de carga, isso ofereceria a capacidade de construir uma “Moon Base Alpha” ou uma base lunar alfa em algum ponto, disse Musk. “Estamos em 2017 — nós deveríamos ter uma uma base lunar agora. O que está acontecendo?”. A espaçonave seria equipada com um guindaste, permitindo que os astronautas descarregassem facilmente a carga em solo lunar.

Animação apresentada no IAC 2017 (aqui reduzida para GIF) mostra a expansão da colônia em Marte imaginada pela SpaceX. Crédito: SpaceX
Animação apresentada no IAC 2017 (aqui reduzida para GIF) mostra a expansão da colônia em Marte imaginada pela SpaceX. Crédito: SpaceX

E quanto a Marte, aos planos apresentados ano passado são muito semelhante aos apresentados no IAC de 2016, só que muito, mas muito mais concretos. A SpaceX planeja enviar duas missões de carga para Marte com o BFR até 2022, como Musk havia detalhado antes. Essas missões, que também exigiriam o reabastecimento orbital, “confirmariam os recursos hídricos e identificariam riscos” do planeta vermelho. Elas também “colocariam infraestrutura de energia, mineração e suporte de vida para voos futuros”, detalhou Musk em um slide no evento.

Até 2024, a SpaceX executaria um par de missões de carga e um par de missões de tripulação. Isso levaria pessoal, equipamentos e, o mais importante, conseguiria instalar uma planta de produção de propulsores. Retornar de Marte exigiria produção de combustível e, disse Musk, esse combustível poderia ser feito com relativa facilidade no Planeta Vermelho ao colher água gelada da superfície e CO2 da atmosfera.

Os primeiros astronautas de Marte também começarão a construir uma base e se preparando para a expansão. Isso começaria de forma bastante simples, mas “ao longo do tempo, [implicaria] terraformar Marte e torná-lo um lugar realmente agradável de se estar”, disse Musk. Isso também envolveria um grande número de painéis solares, o que a Tesla Motors, quem também tem na figura de Elon Musk a presidência, poderia convenientemente fornecer, é claro.

"Moon Base Alpha". Fonte: Elon Musk (Instagram)”
“Moon Base Alpha”. Fonte: Elon Musk (Instagram)”

Transporte Intercontinental BFR

O último ponto no plano de Musk envolve o uso do BFR para transportar humanos aqui na Terra mesmo. O objetivo é primeiro levar valentes viajantes para plataformas marítimas. A partir daí, um BFR iria para o espaço a uma velocidade máxima de 29 mil quilômetros por hora (ou 18.000 milhas por hora), terminando com um pouso propulsionado em uma outra plataforma. As viagens mais longas levariam menos de meia hora.

“A maioria do que as pessoas considerariam viagens de longa distância seria concluída em menos de meia hora”, disse Musk. “Uma vez que você está fora da atmosfera, seria suave como a seda. Nenhuma turbulência, nada”. Sobre o BRF ser utilizado como veículo de transporte intercontinental, veja o vídeo a seguir.

2018 mal começou para a SpaceX

A SpaceX visa 20 missões Falcon 9 no final de 2017 e 30 em 2018, “aproximadamente metade de todos os lançamentos orbitais que ocorrerão no próximo ano na Terra”, disse Musk. Ele também nos lembrou que o Falcon 9 completou 16 aterragens bem sucedidas seguidas.

Comparação do BFR com o Falcon Heavy (no meio), e o Falcon 9, todos da SpaceX.
Comparação do BFR com o Falcon Heavy (no meio), e o Falcon 9, todos da SpaceX.

O Falcon Heavy, aparentemente, ainda está no caminho certo para lançar este ano, acrescentando que o projeto provou ser mais difícil do que o esperado. “Parece que deve ser fácil porque são duas etapas de Falcon 9 amarradas como impulsionadores”, disse ele. “Na verdade não é.”

A SpaceX está mirando em um ano agitado para 2018. “Aproximadamente metade de todos os lançamentos orbitais que ocorrerão [em 2018] na Terra”, disse Musk ao Engadget. “Nós iremos aumentar nossa cadência para o próximo ano em cinquenta por cento”, disse Shotwel em entrevista ao site Space News no ano passado. Com os 17 lançamentos realizados em 2017, podemos contar com cerca de 28 a 30  missões para o Falcon 9 até o final de 2018. Não custa lembrarmos que o Falcon 9 completou 19 voos bem-sucedidos seguidos desde o acidente de 01º de setembro de 2016.

A cadência dos voos para Falcon Heavy depende de duas coisas, informou Musk ao The Verge: a taxa na qual a empresa pode produzir a núcleo central do foguete e a demanda de clientes. Os propulsores externos são fáceis de produzir porque são apenas impulsionadores do Falcon 9 com cones de nariz anexados. Já o núcleo central do Falcon Heavy utiliza os mesmos motores que um impulsionador Falcon 9, mas o resto do tubo de metal, conhecido como a estrutura do foguete, deve ser atualizado para cada voo. Ao que tudo indica, podemos esperar que o Falcon Heavy, ao que tudo indica, esteja a caminho para outro voo este ano. O próximo lançamento do Falcon Heavy não será antes de “três a seis meses”, depois do sucesso do lançamento inaugural em 06 de fevereiro, de acordo com Musk.

De alguma forma, todos esses planos fazem sentido ao sair da boca de Musk. A SpaceX acaba de fazer o Falcon Heavy voar, mas o BFR está longe disso. Como lembrete, o BRF será o maior foguete de sempre e depende de uma série de tecnologia não comprovadas ainda. Além disso e, o mais principal, a SpaceX não disse realmente como vai pagar a conta por todas essas inovações.

A graça salvadora do plano é que não está vindo de um futurista de olhos curtos, mas de Musk, o cara que tirou um monte de coisas loucas que certa vez pareciam impossíveis. No IAC deste ano, provavelmente, teremos uma percepção muito melhor de como as coisas estão indo. Se a SpaceX puder completar as 28 missões esperadas para o ano e caso cumpra seu cronograma de lançamentos comerciais com o Falcon Heavy e tudo isso ao mesmo tempo em que rapidamente se desenvolve o BFR, então pode haver uma chance. Se houver algum entrave, no entanto, espera-se que as coisas sejam empurradas para depois. 2022 ainda está a quatro anos de distância. Muito coisa irá acontecer.