Como será a próxima ida do homem à Lua planejada pela Nasa:

O veículo para perto dos domosuma base, localizada no polo sul da Lua. Os astronautas entram emhabitação atravésuma escotilha pressurizada e removem seus trajes empoeirados. Lá dentro, uma estufa abriga uma hortabatata e couve que emite um brilho difuso sob luzes LED. Os astronautas sobem uma escada para o primeiro andar, onde o comandante da base os espera para ouvir o relatório da missão.

Cenários como esse são fantasias, por enquanto. Mas esse é um dos jeitos possíveis para os humanos viverem e trabalharem na Lua.

Se o objetivo é estabelecer uma baselongo prazo, teremos que aproveitar o que for possível dos recursos lunares para atender nossas necessidades.

Em seu laboratório na Universidade Open,Milton Keynes, no Reino Unido, a estudantedoutorado Hannah Sargeant está trabalhando para fazer exatamente isso, usando um mineral chamado ilmenita, que é abundante na Lua.

Dentroum forno, a ilmenita é aquecida para extrair oxigênio, que então é combinado com hidrogênio para produzir água.

"Há mais20 maneirasobter águarochas na lua. A ilmenita é interessante porque é muito comum lá e a reação que você precisa consome relativamente pouca energia", explica.

Ela diz que está empolgada com a perspectiva da humanidade voltar à superfície da lua pela primeira vez desde 1972.

"Sinto que minha geração definitivamente vai conseguir fazer isso. Estou confiante que isso vai acontecer até o fim da minha vida, que teremos pelo menos uma habitação permanenteórbita ao redor da Lua, com subidas e descidas frequentes para a superfície."

Em 2017, o presidente americano Donald Trump aprovou uma diretriz para levar astronautas americanosvolta à Lua e para "outros destinos". A Nasa disse que o objetivo é fazê-lo até 2028. Mas recentemente o governo pediu que a agência espacial americana reduza o prazo para 2024, citando ambições espaciais da China. Não passou despercebido, no entanto, que a data vai coincidir com o fim do segundo mandatoTrump, se ele for reeleito.

Desta vez, a Nasa quer fazer as coisasmaneira diferente. A Lua é parteuma ambição mais amplaexplorar o espaço, incluindo Marte. Então parte do plano é estabelecer uma 'parada' no nosso satélite natural.

"Não vamos voltar à Lua para deixar bandeiras e pegadas e então não voltar por outros 50 anos", disse o administrador da Nasa Jim Bridenstine no início do ano. "Vamosmaneira sustentável - para ficar - com aterrissadores e robôs e rovers e humanos."

Mas será que a Nasa vai conseguir fazer uma missãoretorno com esse prazo, considerando que equipamentos essenciais ainda não foram nem construídos nem testados?

"Vai ser arriscado", diz John Logsdon, professorciência política da Universidade George Washington, na capital americana. "Mas se não estamos dispostos a aceitar algum nívelrisco, deveríamos ficar por aqui. A questão é equilibrar o risco com atividade."

Os riscosir para a Lua

Missões lunares anteriores tiveram os nomes inspirados no deus grego Apollo. A próxima será nomeada Artemis, irmã gêmeaApollo, e já existem especulações sobre a identidade da primeira mulher a pisar na lua.

A Nasa tem hoje 38 astronautasatividade; 12 deles são mulheres. Entre elas há Kate Rubins, microbióloga que estudou algumas das doenças mais mortais da Terra; Jeanette Epps, ex-agente da CIA; a médica Serena Aunon-Chancellor e a engenheira elétrica Christina Koch.

Recentemente Jim Bridenstine disse ao canaltelevisão americano CNN que a candidata será alguém experiente, que já esteve na Estação Espacial Internacional.

Stephanie Wilson tem a maior experiência, tendo estadotrês missões. Tracy Caldwell Dyson e Sunita Williams têm dois voos no currículo cada.

"Hoje exigimos maisum astronauta do quequalquer outro momento na história", diz Michael Barratt, astronauta da Nasa e professor honorário da FaculdadeMedicinaExeter, no Reino Unido.

"O astronauta hoje voauma nave multinacional por seis meses, e precisar ser muito, muito treinado para caminhar no espaço, conduzir operaçãobraços robóticos, navegar todos os tipossistema, precisa falar inglês e russo e lidar com isolamento e confinamento por seis meses seguidos."

Mas que desafios adicionais eles vão encontrar além da órbita da Terra?

Hoje já temos um bom entendimento das mudanças que ocorrem no corpo humano no espaço. "Eu gostodizer que nós literalmente nos tornamos extraterrestres", diz Barratt, que também é médico. "Sua anatomia muda,psicologia muda,bioquímica muda. E nós ainda funcionamos direito, é realmente muito impressionante."

Astronautas vão enfrentar perigos trabalhando na superfície lunar. "Apesar da gravidade na Lua ser um sexto da gravidade da Terra, você estará usando um traje muito pesado, carregando ferramentas e apetrechos e escavando, escalando e explorando", diz Barratt.

Além disso há a questão da poeira lunar. Os astronautas das missões Apollo tiveram episódiostosse e problemas respiratórios quando a poeira entrou emespaçonave. Será necessário encontrar uma solução para esse problema.

A radiação é um dos maiores desafios. Fora do campo magnético da Terra, os astronautas estão expostos a dosesradiação cercatrês vezes maiores do que as que eles recebem por dia na órbita da Terra. Isso contribui para um risco maiorproblemassaúdelongo prazo, como câncer e doenças cardiovasculares.

A radiação vemdiversas fontes. Raios cósmicos galácticos têm muita energia, mas há poucos deles. Os cinturõesVan Allen ao redor da Terra contêm partículas subatômicas, mas a exposição a eles é temporária - foi no máximo 5 minutos nas missões anteriores.

No entanto, para uma base permanente na lua, será preciso encontrar maneiras melhoresse protegertempestades solares - quando o Sol libera para o espaço partículas carregadas (prótons, emmaioria).

A naveúltima geração da Nasa, Orion, usa materiais na própria estrutura para proteger os ocupantes da radiação.

A mais moderna nave espacial

O cerne do plano americano para voltar à Lua é o módulotripulação da Orion. Seu formato cônico lembra os móduloscomando da Apollo, bem diferentes do estilo dos ônibus espaciais que vieram depois. Para muitas pessoas, a Orion evoca a "eraouro" da exploração espacial, quando tudo parecia possível.

Mas a nave10 toneladas usa uma tecnologia que era inimaginável nos anos 1960, e até os métodosconstrução dela são inovadores. Na empresa Lockheed Martin, que está construindo a Orion para a Nasa, engenheiros trabalham equipados com headsetsrealidade aumentada.

Usando instruções e modelos que se sobrepõem ao mundo real, técnicos conseguem determinar facilmente onde fazer uma perfuração, ou marcar a localizaçãoum ajustadorcabos. A realidade aumentada também evita que eles precisem parar para olhar manuais o tempo todo, permitindo que eles trabalhem com maior eficiência.

"Uma pessoa na Orion disse que iria adiar aaposentadoria para poder experimentar o equipamento", diz Shelley Peterson, gerentenovas tecnologias na Lockheed.

Comparada à Apollo, a Orion é muito mais densatermossuas capacidades por metro cúbico, diz Rob Chambers, gerente sêniorsistemasengenharia na empresa.

A Orion era originalmente parte do plano do presidente George W. Bush para voltar à Lua, anunciado2004. Quando o projeto foi cancelado2010 pelo governoBarack Obama, a nave foi o único elemento a sobreviver.

Os quatro computadoresvoo da Orion podem fazer praticamente tudo na nave sem intervenção humana, tornando a nave autossuficiente.

Os computadores sãoum tipo inicialmente construído para o avião comercial Boeing 787. Mas eles foram reforçados para os rigores da viagem espacial, onde forças gravitacionais, vibração e radiação podem danificar equipamentos delicados. "É por isso que temos quatro conjuntoscomputadoresvoo, para lidar com o ambiente espacial", diz Chambers.

Os computadores não são os mais recentes disponíveis. Com viagens espaciais, equipamento já usados e testados são preferíveisrelação a algo que é mais inovador, mas menos compreendido.

Se uma falha causasse despressurização na Orion, a nave seria capazvoltar sozinha para casa. Os astronautas teriam trajes pressurizados para mantê-los vivos no vácuo.

Quando a Orion voltar para a Terra, o maior escudo protetor contra calor já construído vai proteger a tripulaçãotemperaturasaté 2,760° C durante a reentrada na atmosfera.

Ao pousar na Terra, a Orion vai usar 11 paraquedas diferentes - feitosmaioriaum híbridonylon e kevlar - para reduzir a velocidade do veículo para 27 km/h exigidos para pousarsegurança no Oceano Pacífico.

Um naviotransporte anfíbio estará esperando por perto para resgatar os astronautas. O veículo então vai guinchar a Orion para um espaçoarmazenamento e levá-lavolta para casa.

Outra parte importante do planoretorno à Lua é o foguete que vai carregar a Orion para o espaço. ChamadoSistemaLançamento Espacial (SLS, na siglainglês), o foguete é mais alto que um prédio30 andares e será capazlançar pesosaté 130 toneladas

"É um foguete realmente imenso. De cair o queixo", diz John Shannon, vice-presidente e gerenteprojeto do SLS na Boeing, que esta construindo o foguete para Nasa.

Custou cercaUS$ 12,5 bilhões, e um relatóriosupervisão do governo publicadojunho detalhou um estouro no orçamentoUS$ 1,8 bilhões.

O vooestreia deve acontecer depoisjunho2020.

Mas nem todo mundo acha que esse é o melhor caminho. Há quem defenda o lançamento do Orion com usofoguetes comerciais, como os que estão sendo desenvolvidos pelos bilionários Elon Musk e Jeff Bezos.

Robert Zubrin, da empresa americana Pioneer Astronautics, criou plano chamado 'Moon Direct', que usaria foguetes comerciais menos poderosos para lançar uma nave versátil à lua.

Zubrin acredita que, com dois lançamentos por anos a um custoUS$ 1 bilhão, o SLS poderia ser usado para algo melhor, como para chegar a Marte.

John Shannon diz que seu time "sabe o que está fazendo, o quão especial e difícil é (a missão)". "Uma vez que o SLS esteja sendo usado, não vai haver necessidade para outro veículo com a mesma capacidade por muitos anos", diz.

Um posto no meio do caminho

A Nasa também quer construir uma estação espacial na órbita lunar, onde os astronautas possam fazer uma parada antesir para a superfície, chamadoGateway (portal,inglês).

"O objetivo do Gateway é realmente ser um entreposto para chegar à superfície da Lua e depois a Marte", diz Pete McGrath, diretorvendas globais e marketing da divisãoexploração espacial da Boeing.

John Shannon é o principal arquiteto da Gateway. Trabalhando na Nasa2011, ele foi escalado para visualizar os próximos passos da exploração espacial. "Eu olhei cada um dos designsmissão que a Nasa produziu nos últimos 20 anos. Era uma pilha1,2 metro", diz ele.

Mas afinal por que a Nasa está construindo uma estação especial no meio do caminho sendo que os astronautas que foram à Lua há 50 anos o fizeram tranquilamente sem uma?

"Um entreposto te dá um lugar para a tripulação se preparar antesdescer à superfície. Te dá a oportunidadecontrolar veículos remotos na superfície", diz Shannon. "Também funcionaria como um abrigocasoalgo dar errado durante a missão."

As missões Apollo levaram todos os equipamentos necessários para completar a missão até a Lua. A Nasa os colocouum caminho ao redor da Lua chamado trajetórialivre retorno, que os levariavolta à Terrasegurança sem propulsão, mas isso limitou as missões a pousosuma faixa estreita ao redor do equador.

A Gateway vai estar mais alta,um órbita oval ao redor da Lua chamada NRHO (sigla para órbita helicoidal quase retilínea,inglês), que dará à Nasa a possibilidadepousar onde quiser.

A estação não vai estar pronta para a missão2024. Mas a Orion poderia fazer uma paradauma versão mais básica, formada por um móduloenergia e propulsão e um pequeno módulohabitação para a tripulação.

Com o tempo, diz John Shannon, a Gateway poderia ser um "lugar onde você agrega toda a logística necessária para um veículotransporte para Marte".

"Se tudo o que você quer é pousar no polo sul da Lua, não tenho certeza que a Gateway seria necessária", diz John Logsdon, da Universidade George Washington. "Mas o plano é um pouso2024 e um programa sustentável para 2028 – primeiro para a Lua e depois para Marte. E se você vai implementar esse programa, então a Gateway é um elemento importante."

Com os pés na Lua

Há quem defenda que foi o evento do século. Em 20julho1969, Neil Armstrong e Edwin "Buzz" Aldrin estavam se aproximando da Lua no módulo lunar (LM)alta velocidade quando o LM começou a sair foracurso, a 6 km do localpouso planejado.

Nos 610 metros finais da descida automática, Armstrong olhou pelos visores e viu que a LM estava se dirigindo para uma grande cratera cercada por rochas do tamanhocarros. Pousar ali seria catastrófico.

Quando a LM estava a 152 metros do chão, Armstrong assumiu o controle manual da nave e a pilotou para além da cratera, pousando com segurançauma área plana.

Pousos futuros precisarão ser mais seguros e precisos.

"Você vai precisasistemaspouso autônomos muito mais capazes", diz Ken Gabriel, diretor do laboratório Draper, ligado ao MIT (Massachusetts Institute of Technology),Boston. "Isso significa que a habilidadefazer coisas como navegaçãoterreno, quando o jeitosaber onde você está na Lua é olhar para a superfícietempo real, processar e o que você está vendo através dos sistemacâmera dos aterrisadores."

"Você precisa não apenas reconhecer onde está, mas calcular onde estará e quais os obstáculos que precisa evitar no caminho. Todas as coisas que Neil Armstrong fez com seus olhos e seu cérebro e suas mãos quando estava pousando na Lua, você vai precisa que os sistemascâmera dos aterrisadores sejam capazesfazer."

Quando os astronautas pousarem no polo sul da Lua, estarão usando trajes espaciais como o protótipo Z-2, que é projetado para dar ao usuário uma maior mobilidade que trajes anteriores, permitindo que os exploradores subam e desçam montanhas e se agachem para pegar rochas.

A decolagem da Lua também será um desafio. "Quando você está decolando da Terra, está saindoum local fixo e conhecido", explica Seamus Tuohy, do laboratório Draper.

Na Lua, diz ele, tudo dependeonde você pousou ecomo o veículo está posicionado.

O aterrisador que será usado2024 ainda não foi construído, e é o melhor exemplocomo há uma certa ansiedade na Nasa sobre o adiantamento da missão.

Mercado espAcial

E a questão não é apenas pousar na Lua – já há quem se prepare para todo um mercado lunar.

A empresa Astrobotic é uma das muitas que quer transportar itens para a superfície lunar.

Por um preço, começando$ 450 para itens pequenos e aumentando para $ 1,2 milhões para itens mais pesados, como robôs, a Astrobotic vai levar pacotes particulares até a lua, usando um aterrisador robótico.

Na filaconsumidores interessadoscomprar o serviço, há quem queira mandar cápsulas do tempo, instrumentos científicos, uma rocha do monte Everest e uma lembrança do Kennywood, um parquediversões americano.

Ao prover serviçosentrega para consumidores privados e para a Nasa, empresas como a Astrobotic podem dar o primeiro passo para a construçãoum mercado lunar sustentável.

"Podemos ter fornecedores no Espaço produzindo combustívelfoguete, serviços e outros materiais. O investimento da Nasa ou da Agência EspAcial Europeia não precisa cobrir o custotoda a infraestrutura", diz Philip Metzger, cientista planetário da Universidade da Flórida Central,Orlando.

O turismo é provavelmente outra fonterecursos. Em 2018, a empresa SpaceX,Elon Musk, lançou os primeiros planos para levar passageiros privados para um voo ao redor da Lua2023. A data provavelmente não será essa, mas um bilionário japonês já pagou uma quantia não revelada para ir até lá no Big Falcon Rocket (Foguete Grande Falcão).

Em um futuro mais distante, turistas poderão pousar na superfície lunar e ficar hospedados por lámódulos habitacionais. A empresaserviços financeiros UBS estima que o turismo espacial será um mercado$ 3 bilhões2030.

Mas a base da economia lunar provavelmente será a mineraçãoáguadepósitosgelo para a produçãocombustível para foguete. Esses depósitos estão concentrados nos polos norte e sul da Lua, onde o interioralgumas crateras nunca vê a luz do sol.

Reabastecer os meiostransporte na Lua poderia diminuir o custo da viagem espacial e tornar um entreposto na lua mais acessível. Relatórios2018 sugerem que combustívelfoguete pode ser produzido a um custo$ 500 por quilo na superfície da Lua. É um valor 20 vezes mais barato do que transportar o combustível da Terra, o que custa cerca$ 10 mil por kg.

No entanto, o professor da Universidade Estadual da Carolina do Norte, Paul K Byrne, afirma que a economia lunar vai demorar para se desenvolver. "Dá para ver para onde queremos ir. Mas vai demorar décadas para que isso seja remotamente viávelmaneira comercial", diz ele. "Até lá, vai ser algo que os governos vão ter que financiar."

Vivendo na lua

A plano da missão Artemis vai culminar com o uso,2028,uma base chamada Lunar Surface Asset (instalação da superfície lunar,inglês).

Nos estágios iniciaismontagem da base na Lua, módulos infláveis feitosmúltiplas camadastecido podem ser a melhor opção.

Elas podem ser desinfladas, ocupando menos espaço na nave do que módulos rígidos, e fornecem mais espaço quando expandidas. A Agência Espacial Europeia e os arquitetos da Foster + Partners criaram um design híbrido, com um módulo habitável infláveldois andares e um módulo rígido funcionando como entrada.

Para proteger esses ambientes contra quedameteoritos e radiação, robôs poderiam imprimir3D proteções externas que fiquem sobre os módulos habitáveis. O solo lunar, ou regolito, poderia ser usado como materialconstrução. "É um modoconstrução fácil, e pode ser feito rapidamente", diz Philip Metzger.

A longo prazo, bases poderiam ser subterrâneas, dentrotúneis naturais na rocha chamados tuboslava. Isso daria uma proteção natural contra a radiação.

Um protótipoestufa lunar já está sendo desenvolvido pela Universidade do Arizona. Verduras e legumes como alface, tomate e batata doce são cultivados sob luzes LED. É uma produçãoum ambiente mais ou menos fechado, onde a água é reciclada. E as plantas contribuem para os sistemassuporte à vida porque transformam gás carbônicooxigênio.

Para ajudar os astronautas a explorar o terreno, a Nasa projetou um protótipo"caminhão"12 rodas chamado SEV (VeículoExploração Espacial,inglês).

Antespoderem extrair água dos depósitosgelo que existem nas crateras, é preciso avaliar o terreno. Depois que os depósitos forem identificados, robôs podem ser usados para extrair a água.

Energia vai ser um problema permanente nas crateras, já que elas ficam na sombra e recebem pouca luz. Uma das formasobtê-la é concentrando a luz do sol usando espelhos colocados na borda da cratera. "Você pega um dos espelhos e mira no seu rover", explica John Thornton, diretor da empresa Astrobotic.

A maior parte da água seria transformadacombustível para foguete usando uma corrente elétrica para separar as moléculaságuahidrogênio e oxigêni

Hannah Sargeant, da Open University, está trabalhandouma ferramenta chamada ProSPA para a extraçãoáguarochas da superfície lunar. O ProSPA vai ser lançado2025 e um aterrissador robótico russo chamado Luna-27. Os experimentos da cientista com ilmenita são um modelo que abrem caminho para testesextraçãoágua na Lua com a ProSPA.

Cinquenta anos depois, as idas à Lua continuam sendo um símbolo poderoso do que pode ser alcançado quando mobilizamos nossos talentos e recursos para inspirar. A rivalidade com a União Soviética deu aos EUA um motivo durante a Guerra Fria, mas não foi duradoura. Uma vez que a corrida espacial foi vencida, o projeto Apollo continuou a existir por mais seis missões antesser cancelado.

O tempo dirá se as motivações para a exploração lunar do século 21 são mais robustas. "O melhor motivo para voltar à Lua é usá-la como um entreposto para ir além", diz Paul K Byrne, que cita Marte e asteroides como alvos válidos para exploração.

Nos últimos 15 anos, os destinos planejados pela Nasa mudaram da Lua para Marte, e depoisnovo para a Lua. "O caminho tem sido tortuoso, mas é voltado para fora. Para recomeçar as viagens humanas dos EUA para além da órbita da Terra", diz John Logsdon.

Se Donald Trump perdeu a eleição2020, um governo democrata poderia cancelar o planovoltar à Lua, mas Logsdon considera isso improvável. "Está mais difícil pensar que um novo governo iria cancelar o programa, considerando como ele ganhou impulso", diz ele.

No entanto, o programa especial para a Lua vai precisarmais dinheiro. Para 2020, o governo Trump pediu um orçamento adicional$ 1,6 bilhões para o Congresso. Mas a Nasa precisaum orçamento extra$ 6 bilhões a $ 8 bilhões por ano para desenvolver o Artemis, o que precisaria ser aprovado pelo Congresso. Um retorno para a Lua tem apoio dos dois lados do espectro político, mas muitos congressistas duvidam do prazo2024.

O governo cita as ambições lunares chinesas para justificar a data2024. Mas observadores afirmam que nações que têm interesseexploração o espaço, como os EUA, a China e a Rússia, vão precisar coordenar seus esforços para lidar com questões legais incertas, como sobre quem tem direito aos recursos lunares.

"Eu acho que existe um grande riscoconflito geopolítico", diz Phil Metzger. "Se uma nação sozinha decidir criar uma indústria no espaço, então essa nação vai acabar tendo uma tremenda vantagem política, econômica e militar."

Ignorar o potencial dos recursos espaciais cria um vácuopoder, diz ele. "O jeito éticopreenchê-lo seria o fazendo cooperativamente, internacionalmente, tentando garantir que toda a humanidade vai se beneficiar."

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