domingo, 25 de setembro de 2016

Vamos morar no céu - Conquista do espaço


Vamos morar no céu - Conquista do espaço


Quando o homem começou a passar breves temporadas no céu, há mais de 25 anos, a nossa primeira barraca foi a estação soviética Salyut. Hoje o endereço orbital da humanidade é a Mir, plataforma russa que tem a solidez de uma casa pré-fabricada: de vez em quando treme, mas dá para morar. Com a desativação da Mir, prevista para meados de 1998, uma associação de quinze países* pretende dar um salto e construir, em condomínio, um conjunto habitacional três vezes maior do que o atual chalé moscovita.


Só que o preço é astronômico. A Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês) vai custar 50 bilhões de dólares, o equivalente a 10% do PIB brasileiro. Há quem ache desperdício. "As únicas a se beneficiarem serão as indústrias aeroespaciais russas e americanas, que estão com menos encomendas desde o fim da Guerra Fria", critica o físico Freeman Dyson, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos. A alternativa é interromper a pesquisa espacial tripulada, o que seria um erro para outros cientistas como o astrofísico Alan Dressler, dos Observatórios Carnegie, na Califórnia. "Precisamos decobrir se o futuro da humanidade está lá em cima, e o único jeito é ter gente morando em órbita e depois fora dela", argumenta Dressler. Nas próximas páginas você vai entender a discussão e conhecer o projeto das nossas novas instalações nas estrelas.


* Participam do projeto: Estados Unidos, Rússia, Canadá, Japão e mais onze países reunidos na Agência Espacial Européia (França, Bélgica, Alemanha, Itália, Reino Unido, Dinamarca, Holanda, Espanha, Suécia, Suíça e Noruega).


Condomínio vai rachar a conta
A ISS, que já foi chamada de Estação Alpha, é filha do casamento do projeto americano Freedom - uma plataforma que jamais saiu do papel por falta de dinheiro - com o fim da Guerra Fria. Enquanto russos e americanos se enfrentavam silenciosamente, a verba destinada aos programas espaciais tinha como madrinha a corrida militar. Só que com o desmoronamento da União Soviética, a Rússia caiu numa grave crise econômica, o que comprometeu seus projetos. E os americanos, sem o antigo inimigo das estepes, não tinham mais motivo bélico para gastar tanto dinheiro na tentativa de ocupar o espaço.

Para continuar a pesquisa espacial tripulada, só mesmo rachando a conta. Na ISS, que deve ficar pronta em 2002, os americanos arcarão com pouco mais de 50% das despesas e os russos ficarão com cerca de 30% delas. Canadenses, japoneses e nações européias, que não querem perder o barco tecnológico, pagarão 6% cada um. Até o Brasil, embora não seja membro do clube, vai se arriscar na aventura. O país pretende construir seis componentes da ISS e, em troca, poder usar a estação para experiências científicas (veja na página ao lado).


Perigo a bordo da antecessora
A Mir foi a primeira estação espacial construída lá no alto aos pedaços, a partir de módulos (veja ao lado). Com  suas 110 toneladas (um quarto da ISS) em órbita desde 1986, ela transformou os russos em mestres da residência no espaço. Por isso, os astronautas da Nasa têm estagiado lá em cima. Só que passar um tempo na velha carroça virou esporte radical. De fevereiro para cá, a tripulação enfrentou cortes de oxigênio, defeitos no sistema de refrigeração, incêndio a bordo e uma trombada com a nave cargueira Progress. Isso acontece porque a Mir é uma embarcação antiga e o programa espacial russo está atravessando fase difícil. Tão difícil que atrasou a construção da sua sucessora, a ISS. A Rússia adiou a entrega do primeiro módulo, de novembro deste ano para junho de 1998.


Onde o absurdo vira normalidade
Não pense que a 400 quilômetros de altura, onde a ISS vai ficar, a gravidade tenha desaparecido. Nessa localização do espaço, a atração da Terra é praticamente a mesma que no solo. Para que a força gravitacional caia pela metade é preciso afastar-se mais uns 2 500 quilômetros. Então, por que os astronautas e os objetos flutuam dentro das estações espaciais? É uma conseqüência da velocidade. A 27 000 quilômetros por hora, a gravidade fica 1 milhão de vezes menor, criando um efeito chamado microgravidade.

E você nem imagina as coisas esquisitas que acontecem na microgravidade. Muda o ritmo de queima das velas e alinham-se melhor as moléculas dos cristais, só para citar dois casos estudados. As experiências planejadas para a ISS vão aproveitar esse lado da Física, buscando melhorias na agricultura, nos processos industriais e no tratamento de doenças. Os japoneses planejam estudar o cultivo de legumes. Os americanos querem criar ligas superleves, misturando substâncias que não se unem aqui embaixo. E os europeus estão de olho no funcionamento dos organismos de animais e em busca de novos remédios.


E a aventura humana continua
É difícil medir exatamente quanta ciência a ISS vai fazer. Mas, com a saída de cena da Mir, restariam apenas os ônibus espaciais americanos como laboratórios orbitais. Dag Linnarson, fisiologista do Instituto Karolinska, na Suécia, conta que, de 1982 até hoje, só conseguiu embarcar nos ônibus quinze experiências sobre descalcificação dos ossos. "Na ISS farei dez vezes mais", afirma. Há expectativa também sobre avanços tecnológicos. "Tudo o que a ciência, propriamente dita, tirou das viagens à Lua na década de 60 foram cerca de 300 quilos de pedra", diz o astrônomo João Steiner, da Universidade de São Paulo e colaborador. "Mas a miniaturização dos controles das naves deu grande impulso à microeletrônica."

A maior ambição da ISS, no entanto, é aprofundar o aprendizado da moradia no espaço. Lá, os astronautas farão as vezes de cobaias no estudo das alterações orgânicas na microgravidade  para que, num futuro remoto, possamos colonizar mundos distantes. Vale a pena? "Vale. Se não for por mais nada, pela aventura de nos lançarmos cada vez mais longe", comenta Steiner. "E essa aventura humana não pode ser interrompida."



Paz no céu aos homens de várias origens



Semente pioneira
O primeiro módulo, construído pelos russos, deve subir em junho de 1998. Nele está o motor de propulsão, que será ativado a cada vez que a estação começar a perder velocidade. Isso é normal, porque a 400 quilômetros de altitude ainda existem raríssimas moléculas de ar que freiam o que estiver por lá.

Os canadenses construirão um braço robótico de 17 metros de comprimento para manipular instrumentos no exterior da nave.

Aqui ficará o módulo de serviço, uma miniestação com geradores de energia e quartos para receber os três primeiros astronautas em 1999. 


Vista para o Cosmo
A chamada cúpula é a janela através da qual a tripulação vai apreciar a paisagem. Ela fica num módulo, a ser lançado em agosto de 1998, que servirá como corredor entre o laboratório americano e as instalações russas.

Painéis fotovoltaicos transformarão a luz solar em eletricidade, gerando constantemente 110 quilowatts de energia, o suficiente para acender 1 000 lâmpadas comuns

Em 1999, sobe o laboratório americano. No ano 2002 chega o novo módulo de habitação, com capacidade para seis astronautas. 

Até 2002 aporta o laboratório japonês, com cabine pressurizada e terraço dotado de braço mecânico para realizar testes do lado de fora.



Explorador europeu
Columbus é o nome do laboratório da Agência Espacial Européia (ESA), que deve subir em 2002. Ali serão realizadas experiências principalmente na área de biomedicina. 


Vai e vem
Cada sócio da ISS terá seu próprio veículo para transporte dos moradores. Os europeus estudam duas opções. Ou fazem uma nave a ser lançada pelo foguete Ariane 5 1 ou entram no projeto americano, que prevê uma cápsula levada por um sucessor dos atuais ônibus espaciais 2.


Um olhar brasileiro
 O Brasil quer fabricar seis componentes da ISS, entre eles a janela com encaixe para as câmeras que vão fotografar a superfície terrestre. Tudo custará 120 milhões de dólares, a serem desembolsados em cinco anos. Em troca, os cientistas brasileiros poderão mandar, a cada ano, duas cargas de 50 quilos de experiências para a estação. "Teremos acesso ao que há de mais avançado na ciência do mundo", diz o diretor do Instituto de Pesquisas Espaciais (Inpe), em São José dos Campos, Márcio Barbosa.



Um vôo pela história



 Desde o breve vôo de Yuri Gagárin, o homem já deu vários passos em direção à conquista do espaço. Veja aqui algumas das principais etapas da saga.


1961 - Yuri Gagárin é o primeiro homem a entrar em órbita. Ele deu uma volta em torno do planeta em 1 hora e 38 minutos.


1971 - Sobe a primeira estação, a soviética Salyut 1, cuja primeira tripulação morre na volta à Terra. A Salyut 7, de 1982, cai em 1991. 


1973 - Lançada a primeira estação orbital americana, a Skylab. Até 1979, os americanos bateram mais de 90 000 fotos da Terra e outros astros.


1981 - Os Estados Unidos iniciam a série de ônibus espaciais, que devem levar agora os astronautas nas primeiras etapas de construção da ISS.


1983 - Os americanos anunciam o projeto Guerra nas Estrelas, 500 satélites de defesa militar, e a montagem da estação Freedom, que nunca decolou.


1986 - Os soviéticos constroem a Mir, primeira estação montada em módulos. Explode o ônibus espacial Challenger, matando os sete ocupantes.


1998 - Deve começar a construção da ISS. Está previsto que a primeira tripulação suba em 1999 e que a estação funcione até 2013 pelo menos.



Velha e heróica carroça celeste



Centro de operações
O módulo-base, montado em 1986, contém laboratórios científicos e o controle da Mir. É aqui também que a tripulação dorme. O "chão" foi pintado de verde-escuro, as paredes de verde-claro e o "teto", de branco. Assim, não se fica tão perdido na falta de gravidade. Na foto, quem aparece na escotilha é o astronauta Valery Polyakov.

No Kvant, lançado em 1987, são realizadas experiências de astrofísica e biotecnologia. Aqui é que acoplam as naves Progress, que levam suprimentos. 

O módulo Spektr contém equipamentos para o estudo da atmosfera e da superfície terrestre.


Excesso de velocidade 
Foi num destes painéis solares que a nave Progress, de suprimentos, bateu em junho. A velocidade de aproximação entre as duas naves deveria ser de 1 quilômetro por hora. Mas a Progress chegou dez vezes mais rápido. Ou seja, a Mir está viajando em torno da Terra a 27 000 quilômetros por hora. A Progress, que deveria estar a 27 001 quilômetros por hora, estava a 27 010. O choque cortou o fornecimento de eletricidade.

O módulo Kvant 2, montado em 1995, carrega um laboratório de biotecnologia e instrumentos de observação do planeta.

No Kristall são feitos experimentos com semicondutores e crescimento de plantas. Neste módulo há uma plataforma para receber os ônibus espaciais.

Tem sempre uma nave Soyuz aqui. É uma cápsula, lançada pelos foguetes Proton, que leva os astronautas para cima e para baixo.

O módulo Priroda contém instrumentos para analisar a concentração de ozônio na atmosfera.


A experiência faz a diferença
 Os russos aprenderam muito desde que mandaram o primeiro grupo passar uma semana na Salyut 1. Já conseguiram manter astronautas por quase dois anos lá em cima. Com isso, acumularam vasta experiência em sobreviver longe do chão. Para produzir os 600 a 900 litros de oxigênio que cada astronauta consome diariamente, é usado um aparelho especial, que dissolve uma mistura de compostos químicos no vapor d’água expirado pela própria tripulação. As 3 300 calorias ingeridas nas refeições diárias vêm na forma de comida líquida ou pastosa. Nada de alimentos sólidos. É que um mero grão de arroz ou migalha de pão flutuando pela cabine pode ferir os olhos ou provocar sérios estragos nas vias respiratórias. Os aparelhos de barbear têm um aspirador embutido para não deixar os pêlos cortados soltos no ambiente. A longa prática ajudou também a estabelecer a melhor rotina para os astronautas. Trabalha-se de 6 a 9 horas diárias na manutenção da nave e no acompanhamento das pesquisas a bordo. São 8 horas de sono por noite, mais 1 hora antes do almoço. Além disso, há 2 horas de exercícios em esteiras rolantes e bicicletas ergométricas, para evitar que os músculos se atrofiem devido à falta de gravidade.



Experiências sem pés no chão


A cor da chama
Sob uma força gravitacional 1 milhão de vezes menor do que o existente na superfície da Terra, a chama de uma vela não é amarela, mas azul. É que, lá em cima, o ar alimenta a chama mais lentamente e o pavio não solta fuligem, que, ao queimar, produz a cor amarelada (veja abaixo). A Nasa acha que a ISS vai ensinar a controlar processos de queima como o da vela. E, com isso, aumentar a eficácia dos sistemas de aquecimento por combustão usados em indústrias. Uma melhoria em apenas 2% na queima de combustíveis aqui na Terra deve gerar uma economia de 8 bilhões de dólares por ano só nos Estados Unidos.


A mágica da vela

Veja por que a falta de peso muda a forma e a cor da chama. 

Na superfície da Terra, a cor amarela da chama é causada pela queima da fuligem do pavio 

Aqui no chão, o ar quente fica mais leve. Com isso, ele sobe, arrastando a chama para cima, o que lhe dá a forma de gota.

No espaço, a chama é toda azul porque o ar não arrasta a fuligem do pavio

Numa nave lá em cima, o ar quente não fica mais leve porque nada tem peso sem a gravidade. Ele se expande em todas as direções e a chama fica quase esférica. 



Cristalinos seres espaciais


A observação de cristais livres da atração terrestre é uma das principais pesquisas no espaço. Físicos da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos, e da Universidade do Alabama, nos Estados Unidos, já usaram os ônibus espaciais para ver como crescem os cristais de uma proteína do Trypanosoma cruzi, parasita causador da doença de Chagas. E querem estar também na ISS. "Com as amostras obtidas na falta de gravidade enxergamos melhor como as moléculas se ligam", explica Richard Garratt, da USP. "Podemos construir, assim, substâncias que se encaixam perfeitamente na proteína, bloqueando seu funcionamento e matando o micróbio." 



Ligação leve
Na falta de gravidade, as moléculas do cristal se encaixam melhor.

Na superfície, o peso faz as moléculas se mexerem rápido demais. Elas não se encaixam bem e formam uma parede meio desalinhada. 

No espaço, sem peso, as moléculas são atraídas apenas pela força entre os seus elétrons. Demoram mais para se ligar e, por isso, acomodam-se de maneira mais clara.


Se não correr, a gravidade puxa


 A 400 quilômetros de altura, a força de atração da Terra é praticamente a mesma que na superfície. Veja por que ela não é sentida dentro da nave.

Uma bola não sobe muito antes de cair porque a velocidade com que é lançada por sua mão é baixa frente à força da gravidade.

Uma bala de canhão, lançada a 1 500 quilômetros por hora, vai bem mais longe. Mas, mesmo assim, a gravidade vence e a bala volta para o chão.

Uma nave, a 400 quilômetros de altura, é puxada para baixo. Mas, viajando a 27 000 quilômetros por hora, ela quase anula a gravidade. Dentro dela, resta a chamada microgravidade.


Mingau internacional

 Seis meses morando em cubículos abarrotados de equipamentos, sob luz artificial e só com a vastidão do Universo do lado de fora podem enlouquecer qualquer um. Isso sem contar os indesejáveis efeitos da falta de gravidade sobre o físico (veja ao lado). Além de tudo isso, os astronautas da ISS vão ter de lidar com as diferenças de costume. Um questionário preenchido por 74 astronautas de várias origens mostrou, entre outras coisas, que os japoneses acham que os americanos gastam muito tempo arrumando os cabelos. Estes, por sua vez, criticam a vaidade exagerada dos franceses e a falta de hábito de escovar os dentes por partes de seus parceiros asiáticos. Na nova era de cooperação internacional no espaço, os habitantes da órbita terrestre vão ter de aprender a resolver "questões internacionais" como essas.


Vazio no estômago, nas pernas, na cabeça...

 Os pesquisadores procuram explicação e solução para algumas mudanças no corpo humano quando ele vai para o céu.




Angústia sideral 
Os astronautas de primeira viagem não devem olhar para fora por alguns dias: a visão do vazio é muito angustiante. A sensação de flutuar também perturba o sono.


Ossos em farelos 
O cálcio escapa pela urina e, assim, a estrutura óssea fica fraca. Livre do peso do corpo, a coluna vertebral se alonga e cresce-se de 2 a 4 centímetros.


Músculos de gelatina 
O pouco uso das pernas e a fuga do sangue para a parte superior do corpo amolecem os músculos. É preciso fazer exercícios em bicicleta ergométrica.


O sangue foge 
Com a redução dos movimentos, consome-se menos oxigênio, transportado pelos glóbulos vermelhos. Em conseqüência, o número deles cai de 8% a 20%. 


Borboletas no estômago 
Até o aparelho digestivo se acostumar à flutuação, a sensação é de enjôo e tontura, como num barco em mar agitado.


Spa ineficiente 
É comum um astronauta perder até 5 quilos numa missão de trinta dias. Depois disso, o corpo se acostuma e pode engordar além do peso normal.


Rumo a outros mundos 
Mesmo os mais severos críticos da ISS admitem que alcançar outros planetas em vôos tripulados é inevitável, ainda que demore cem anos. "O futuro da humanidade é se espalhar para além da Terra", reconhece o físico Freeman Dyson. "E montar seu lar em qualquer lugar do Cosmo."


Aprendizes de mecânica celeste
Durante os quatro anos de construção e dez anos de funcionamento, as atividades de manutenção e troca de equipamentos do lado de fora da ISS vão servir de treino para o reparo, a longo prazo, de satélites no espaço. "Isso abre a possibilidade de, no futuro, lançarmos objetos muito mais leves", diz Dieter Isakeit, coordenador de Vôos Tripulados e Microgravidade da Agência Espacial Européia. Hoje existem cerca de 400 satélites em órbita da Terra. Até o ano 2004, devem ser lançados outros 900. E todos têm que resolver situações de emergência sem nenhuma babá por perto. Por isso, os satélites sobem com um kit básico de sobrevivência que inclui quilos e mais quilos de equipamentos, os quais custam, em média, de 200 a 500 milhões de dólares. "Poderemos baixar esses custos em até 40%", conclui Isakeit.

ISS - Tripulação a bordo.


ISS na atualidade


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