Estação de entrada: passagem para a linha lunar, acesso à estação marciana

O debate sobre como é melhor expandir-se para o espaço provavelmente não diminuirá, mesmo quando a humanidade dominar o sistema solar, mas passará para o plano de uma história alternativa: “No início do século XXI, era necessário construir uma base lunar! Não, a estação orbital! Não, todos os esforços foram lançados em Marte! ”De qualquer forma, agora a principal direção do movimento é a estação orbital lunar Plataforma Orbital Lunar - Portal e aterrissagem na Lua desde 2024.


Gateway do artista

Planejado

A idéia de "retornar à lua" circula nos círculos espaciais dos EUA há muito tempo. Como se costuma dizer, não haveria felicidade, mas o infortúnio ajudou. A queda do ônibus espacial Columbia em 2003 condenou o encerramento do programa, e surgiu a pergunta óbvia de onde ir a seguir. Em 2004, o então presidente dos EUA desafiou a NASA a expandir sua presença no sistema solar. O resultado foi o programa “Constellation” (Constellation), que deveria retornar à Lua, e o objetivo final era voar para Marte. O programa não conseguiu sobreviver ao final do segundo mandato de Bush e foi fechado logo após a eleição de Barack Obama. A nova versão do programa visava mais provavelmente a Marte, e foi proposto "treinar" antes do voo em uma missão para rebocar um asteróide em órbita ao redor da lua. O novo presidente, Trump, mudou o foco do programa - agora o objetivo é retornar à lua, e os meios serão a estação da lua próxima, após várias renomeações, chamada de "Plataforma Orbital Lunar - Gateway" ou apenas Gateway. Mas, em geral, o programa foi chamado "Artemis". O nome é simbólico porque Artemis é a irmã de Apolo e a deusa da lua, e também porque o objetivo do programa é "o desembarque da primeira mulher e do próximo homem na lua".


Configuração da estação, primavera de 2019, imagem da NASA

Até o momento, dois módulos foram contratados e estão em produção. O Elemento de Poder e Propulsão (EPI) surgiu de uma missão para redirecionar um asteróide. Na verdade, é um reboque com grandes painéis solares e um motor a jato elétrico. Sua tarefa será manter o Gateway em órbita de halo (uma elipse muito alongada com uma altura de 3.000 a 70.000 km acima da lua). O Módulo de Habitação Mínima (MHM), também conhecido como Posto de Habitação e Logística (HALO), é baseado em soluções tecnológicas do cargueiro Cygnus (voa para o ISS) e será um pequeno compartimento selado no qual você pode viver e trabalhar. O conceito de estação está em desenvolvimento, de forma que vários outros módulos - logísticos (armazéns), habitados, trancados, podem ir para a lua ou permanecer no papel.

Pela primeira vez, o orçamento da NASA para 2019 introduziu um item de despesa no Gateway, para o qual o Congresso alocou US $ 450 milhões (é importante observar que quatro bilhões foram alocados para o foguete auxiliar SLS e para o navio Orion, que voará para esta estação em 2019 e no total eles já gastaram 30 bilhões).

Mais recentemente, o pouso na lua foi planejado para 2028. Mas em maio de 2019, o vice-presidente Mike Pence anunciou um adiamento de quatro anos da "esquerda", e agora é considerado o objetivo de 2024. Note-se que este será o ano das eleições nos EUA, que são tradicionalmente realizadas em novembro e, dependendo se a NASA conseguir cumprir os prazos, o pouso será um belo final para o mandato do vencedor das eleições de 2020 ou, dado que projetos espaciais complexos constantemente se esforçam para ir "para a direita", será no início do mandato do vencedor da eleição-2024. Depois que o recém-eleito Obama cancelou a Constellation em 2009, uma mudança de presidente na Casa Branca pode ser vista como um risco adicional, mas com cada novo dólar gasto, a probabilidade de cancelamento ou grande mudança no projeto é reduzida.

Ao mesmo tempo, simultaneamente às estruturas rígidas usuais, também são considerados módulos transformáveis ​​(infláveis). Duas empresas atingiram a maior prontidão: Bigelow Aerospace , cujo módulo passou por um teste de solo de duas semanas na NASA, e Sierra Nevada Corporation , que concluiu com êxito os testes de três dias. Apesar das suspeitas compreensíveis sobre a segurança dos módulos infláveis ​​no vácuo no espaço, muitos anos de testes falam a seu favor. Em 2006 e 2007, o Bigelow Aerospace inflável Genesis 1 e 2, voando com sucesso até agora, entrou em órbita. Em 2016, o módulo inflável BEAM foi instalado no ISS, que já serve como um depósito adicional, apesar de originalmente ter sido planejado para ser testado por apenas dois anos.

Paralelamente aos módulos, outros equipamentos necessários estão sendo desenvolvidos. Um cálculo teórico da órbita da futura estação teria que verificar o cubo de 12U (aproximadamente do tamanho de um microondas), que poderia partir em um vôo já em dezembro de 2020. A partir de 2021, deve-se lançar pequenos veículos de pouso não tripulados de três empresas para a Lua: Astrobotic, Intuitive Machines e Orbit Beyond, que testará novas soluções técnicas e trará experimentos científicos da NASA para a superfície da lua. Também é interessante notar que, como veículos de lançamento dos módulos PPE e HALO, são indicadas "transportadoras comerciais", que podem ser o Falcon Heavy voador ou o Vulcan, New Glenn ou Omega que estão em processo de criação, mas a espaçonave tripulada "Orion" será exibida em desenvolvimento desde 2011, o veículo de lançamento super pesado do Sistema de Lançamento Espacial (SLS), que fez amplo uso da tecnologia Space Shuttle.


A unidade central montada (segundo estágio) SLS é enviada para teste ao centro espacial nomeado após John Stennis, foto da NASA

Já estão sendo preparadas missões não tripuladas, que planejam realizar usando o Gateway. O módulo de aterrissagem não tripulado do HERACLES proposto pela Agência Espacial Europeia terá que armazenar amostras da superfície lunar da estação, de onde os astronautas podem buscá-las. Será ainda possível reutilizar o estágio de decolagem, entregando a ele um novo estágio de pouso e suprimento de combustível da Terra. Supõe-se que o veículo espacial incluído na missão será controlado tanto a partir da Terra (com um atraso de 1 segundo) quanto diretamente pelos astronautas do Portal. A questão da possibilidade de reabastecimento e reutilização de módulos tripulados também está sendo estudada .

A última reunião da comissão de coordenação multilateral da ISS, que incluiu o trabalho no Gateway, foi realizada em 6 de agosto de 2019. A NASA anunciou a seleção de um contratado para a produção de EPI, disse o Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia do Japão. procurando maneiras de fornecer oportunidades de habitabilidade e logística. A Agência Espacial Canadense disse que, depois de anunciar sua participação no projeto Gateway em fevereiro de 2019, iniciou um processo formal de busca de fornecedores para o manipulador Canadarm3 (a primeira versão do manipulador trabalhava em ônibus espaciais, a segunda na ISS). A Agência Espacial Européia informou que estava buscando aprovação oficial dos estados participantes para a criação de um módulo I-HAB habitado internacional, recursos avançados de comunicação, um gateway científico e os seguintes módulos de serviço de espaçonaves Orion (o módulo de comando é fabricado pela NASA, o módulo de serviço é a ESA). E Roskosmos disse que iria produzir um módulo de gateway multiuso para a estação. Em dezembro de 2019 , surgiram notícias de que a Roscosmos confirmou sua disposição de participar de mais negociações sobre o projeto da estação.

Novos recursos

A estação na órbita lunar resolverá novos problemas. Antes de tudo, a ISS, embora esteja no espaço e exposta à radiação cósmica, está em condições de luz - é coberta pelos cinturões de radiação da Terra. O primeiro vôo tripulado para a estação com pouso na Lua deve durar cerca de um mês, e este será um novo recorde para a duração de uma pessoa estar fora dos cinturões de radiação - as missões Apollo duraram pouco menos de duas semanas, das quais a mais longa, Apollo 17 ”, Passou 147 horas em órbita da lua. Ao mesmo tempo, os astronautas tiveram sorte - explosões solares não ocorreram durante as missões. Ainda não é possível prever com precisão o tempo e a direção da ejeção ao Sol, de modo que mudanças de longo prazo na estação da lua próxima podem colidir com elas. Nesse caso, os astronautas provavelmente terão que usar o compartimento máximo protegido, o Orion, como refúgio. Os cálculos feitos para o programa Apollo dizem que, em um módulo de comando de paredes espessas, mesmo no caso de uma tempestade solar muito forte, os astronautas poderão permanecer operacionais e concluir a missão com segurança. Mas a experiência real pode trazer dados importantes para esclarecer os cálculos.


Astronautas do 22º esquadrão (recrutamento 2017) na cerimônia de formatura em 10 de janeiro deste ano. Eles são os que têm a chance de trabalhar no Gateway.

Além disso, com todos os seus méritos, o funcionamento da ISS é muito diferente do que acontecerá em um navio interplanetário. A estação recebe um grande número de suprimentos da Terra e não os gasta muito economicamente. Astronautas e astronautas comem alimentos prontos em embalagens descartáveis, trocam de roupa, jogam fora os usados, usam produtos de higiene descartáveis. Em 2018, os navios de carga entregaram mais de 28 toneladas de suprimentos à ISS e queimaram quantidades comparáveis ​​de detritos na atmosfera. Mesmo no caso do pior acidente, você pode embarcar rapidamente no navio e voltar para casa naquele dia. Uma estação perto da lua pode se tornar um campo de testes para tecnologias enxutas e sistemas de suporte à vida fechados ao máximo. Depois de trabalhar em condições razoavelmente confortáveis, quando ainda é possível retornar à Terra em três dias, os desenvolvimentos tecnológicos poderão gerar soluções para voos interplanetários, quando haverá meses de voo para a Terra. É curioso que agora eles irão colocar o lixo no Gateway em módulos logísticos, o que cria a necessidade de resolver o problema de seu armazenamento de longo prazo (os requisitos indicam períodos de até três anos). Mas opções alternativas são bem possíveis - no programa Apollo, o terceiro estágio do foguete Saturno V foi deliberadamente empurrado contra a Lua, a fim de registrar o impacto de sensores sísmicos instalados em expedições anteriores. Teoricamente, nada impede o lançamento de navios de lixo na Lua, não apenas o descarte confiável, mas também a coleta de dados científicos.

Apesar do fato de que as estações interplanetárias automáticas voam para a lua não tão raramente, a aparência de uma pessoa em órbita aumentará o número de equipamentos e experimentos científicos em ordens de magnitude simplesmente porque mais dinheiro é gasto em programas tripulados. Até agora, a estação deve ser visitada, ao contrário da ISS permanentemente habitada, as equipes chegarão de 30 a 60 dias uma vez por ano, mas isso ainda causará sérios avivamentos em programas científicos. Além da pesquisa geológica, já são planejados experimentos com materiais (entregues nos locais de pouso) que permitirão experimentar tecnologias para a construção e operação de uma base na superfície lunar. Também é lógico configurar experimentos botânicos, zoológicos e médicos. E o fato de a estação estar longe de interferências terrestres permitirá pesquisas astronômicas.


Órbita e consumo de combustível para transições, fonte

E, finalmente, em um futuro distante, a estação pode servir como ponto de partida para o navio marciano. Tem uma órbita muito adequada - no centro da cidade (o ponto mais distante da Lua), está longe do poço gravitacional da Lua e da Terra, e não são necessários motores potentes e alto consumo de combustível para ir a Marte. E se a estação se tornar permanentemente habitada, esse será um ótimo local para construir uma nave interplanetária - novos módulos podem ser recebidos e testados, e a tripulação terá que se sentar apenas na espaçonave preparada e testada para o voo. Mas isso é uma questão de futuro, em missões propostas até 2028, apenas aterrissando na lua.

Material preparado para a revista "Universe, Space, Time" , publicada na edição do autor.