Como o enorme foguete Starship da SpaceX pode desbravar o sistema solar e ir além
Natureza e espaço

Como o enorme foguete Starship da SpaceX pode desbravar o sistema solar e ir além

Com o primeiro lançamento de teste orbital da Starship à vista, os cientistas estão sonhando com o que ela pode tornar possível, de viagens a Netuno à defesa planetária.

Se tudo correr como planejado, no próximo mês a SpaceX lançará o maior foguete da história da humanidade. Com quase 120 metros de altura, a Starship foi projetada para levar astronautas da NASA à Lua. E o CEO da SpaceX, Elon Musk, tem ambições maiores: ele quer usá-la para instalar humanos em Marte.

Muito já foi dito sobre as capacidades de voo espacial humano da nave estelar. Mas o foguete também pode revolucionar o que sabemos sobre nossos planetas e luas vizinhos. “A Starship mudaria totalmente a maneira como podemos fazer a exploração do sistema solar”, diz Ali Bramson, um cientista planetário da Universidade de Purdue (EUA). “A ciência planetária simplesmente se transformará”.

Se fizer jus ao seu faturamento, os cientistas já estão falando sobre o envio de missões a Netuno e sua maior Lua no sistema solar exterior, trazendo de volta enormes quantidades de rochas espaciais da Lua da Terra e de Marte, e até mesmo desenvolvendo maneiras inovadoras de proteger a Terra da invasão de asteroides.

A Starship, que está sendo construída em um local no Texas apelidado de “Starbase”, consiste em uma nave espacial gigante em cima de um grande propulsor, conhecido como Super Heavy. Ambos podem pousar de volta na Terra para que possam ser reutilizados, reduzindo custos. O veículo inteiro será capaz de içar 100 toneladas métricas (99790,32 quilos) de carga e pessoas para o espaço em missões regulares de baixo custo. O volume de espaço utilizável dentro da Starship é de impressionantes 1.000 metros cúbicos, grande o suficiente para caber toda a Torre Eiffel, desmontada. E isso deixou os cientistas entusiasmados.

“A Starship é, tipo, uau!”, diz James Head, um cientista planetário da Universidade Brown (EUA).

Em meados de novembro, em um encontro virtual de acesso público sobre a Starship, organizado pelas Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina dos Estados Unidos, Musk discutiu o potencial científico do projeto. “É extremamente importante que tentemos nos tornar uma espécie multiplanetária o mais rápido possível”, disse ele. “Ao longo do caminho, aprenderemos muito sobre a natureza do universo”. A Starship poderia transportar “muita aparelhagem científica” em voos, disse Musk, muito mais do que é possível atualmente. “Aprenderíamos muito, em comparação com o envio de veículos relativamente pequenos com aparelhagem científica limitada, que é o que fazemos atualmente”, disse ele.

“Você poderia levar um objeto de 100 toneladas à superfície da Europa”, disse Musk.

Barato e reutilizável

O ponto central de muitas dessas ideias é que a Starship foi projetada não apenas para ser grande, mas também barata de lançar. Enquanto agências como a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA, em inglês) devem escolher cuidadosamente um punhado de missões para financiar, com custos de lançamento na casa das dezenas ou centenas de milhões de dólares, a acessibilidade da Starship pode abrir a porta para muito mais. “O baixo custo de acesso tem o potencial de realmente mudar o jogo para a pesquisa científica”, diz Andrew Westphal, professor de física na Universidade da Califórnia, Berkeley (EUA), com voos potencialmente tão baixos quanto US$ 2 milhões por lançamento. “Você pode imaginar missões financiadas com recursos privados e consórcios de cidadãos que se reúnem para fazer coisas voarem”.

Além do mais, a Starship tem uma vantagem chave sobre outros foguetes superpesados ​​em desenvolvimento, como o muito atrasado Sistema de Lançamento Espacial da NASA e o foguete New Glenn da Blue Origin. A metade superior do foguete foi projetada para ser reabastecido na órbita da Terra por outras naves estelares, de modo que mais de sua capacidade de elevação pode ser entregue a equipamento científico em vez de combustível. Levar humanos para a Lua, por exemplo, pode exigir oito lançamentos separados, com cada “nave-tanque estelar” consecutiva trazendo combustível para a “nave lunar” que então segue seu caminho para a Lua com equipamento científico e tripulação.

Os cientistas agora estão começando a sonhar com o que a Starship poderia deixá-los fazer. No início deste ano, um artigo publicado por Jennifer Heldmann, do Centro de Pesquisa Ames (EUA) da NASA, explorou algumas das oportunidades científicas que podem ser possibilitadas por missões de naves estelares à Lua e Marte. Um grande benefício é que a Starship pode transportar equipamento de tamanho real da Terra, não há necessidade de miniaturizá-lo para caber em um veículo menor, como era necessário para as missões da Apollo à Lua. Por exemplo, “você poderia trazer para o espaço uma plataforma de perfuração”, diz Heldmann. “Você seria capaz de perfurar a profundidade de um quilômetro, como fazemos na Terra”. Isso permitiria um acesso sem precedentes ao interior da Lua e de Marte, onde acredita-se que haja gelo e outros recursos úteis. Antes, essa ideia era “um pouco insana”, diz Heldmann. Mas com a Starship, “você poderia fazer isso e ainda teria espaço de sobra”, acrescenta ela. “O que mais você quer trazer?”

Como a nave pode pousar de volta na Terra, ela também, teoricamente, será capaz de trazer de volta uma grande quantidade de amostras. O grande volume que poderia ser trazido, de uma variedade de locais diferentes, daria aos cientistas na Terra acesso sem precedentes a material extraterrestre. Isso poderia lançar luz sobre uma miríade de mistérios, como o histórico vulcânico da Lua ou “a questão da vida e da astrobiologia” em Marte, diz Heldmann.

A Starship também poderia permitir missões mais extravagantes para outros locais, seja por meio de um lançamento direto da Terra ou talvez usando a Lua e Marte como postos de reabastecimento, um futuro ambicioso imaginado por Musk.

Vamos para Netuno

Uma ideia, de um grupo internacional de cientistas chamado Conex (Conceptual Exploration Research), é usar uma nave espacial chamada Arcanum, que usaria as capacidades de levantamento de peso da nave para explorar Netuno e sua maior Lua, Tritão. Netuno foi visitado apenas uma vez, em 1989, em uma visita aérea da espaçonave Voyager 2 da NASA. Desde então, ele continua sendo um verdadeiro mistério para nós. “Ninguém está realmente pensando no que a Starship poderia possibilitar”, diz James McKevitt, pesquisador da Universidade de Viena (Áustria) e co-líder do Conex. “Isso é o que o Arcanum quer mostrar”.

Pesando cerca de 21.000kg, a espaçonave seria quatro vezes mais pesada do que a maior sonda do espaço profundo até hoje: a missão Cassini-Huygens da NASA e da ESA, que explorou Saturno de 2004 a 2017. Nenhum foguete existente poderia lançar tal nave, mas a Starship tornaria isso possível. O Arcanum teria vários componentes, incluindo um orbitador para estudar Netuno, um módulo de aterrissagem para estudar Tritão e um penetrador para atingir a superfície de Tritão e “realizar um experimento sísmico” para entender sua geologia e estrutura, diz McKevitt. A missão também pode ser equipada com um telescópio, permitindo estudos do sistema solar externo e auxiliando na busca por planetas ao redor de outras estrelas.

Outras ideias são ainda mais especulativas. Philip Lubin, um físico da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (EUA), calculou que um foguete grande o suficiente, como a Starship, poderia ser usado para evitar que um asteroide atingisse a Terra. Essa missão poderia carregar explosivos suficientes para detonar um asteroide tão grande quanto a rocha de 10 quilômetros de largura que exterminou os dinossauros. Seus fragmentos iriam se deteriorar inofensivamente na atmosfera antes que ele tivesse a chance de alcançar nosso planeta.

A Starship também pode ser a melhor maneira de lançar telescópios espaciais gigantes que podem observar o universo. Atualmente, equipamentos como o futuro Telescópio Espacial James Webb da ESA e da NASA devem ser lançados dobrados, um procedimento caro, complexo e delicado que pode estar sujeito a erros. A NASA sugeriu que um super telescópio chamado LUVOIR projetado para captar imagens de planetas semelhantes à Terra ao redor de outras estrelas poderia ser lançado na Starship, enquanto Musk disse que a SpaceX já está trabalhando em “um projeto interessante, que é ter um telescópio realmente grande, levando uma lente que foi projetada para um telescópio baseado em solo, e criando no espaço um telescópio com ela”. Nenhum outro detalhe foi revelado.

Diga oi para os vizinhos

Em outro lugar, alguns cientistas sonham em usar a Starship para se preparar para visitar outras estrelas. René Heller, do Instituto Max Planck para pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha, e seus colegas dizem que a Starship poderia servir como uma forma de baixo custo para testar tecnologias como uma espaçonave que pode viajar vários anos-luz para sistemas estelares vizinhos. A Starship poderia lançar uma espaçonave movida a vela em uma viagem a Marte, que usaria um laser a bordo contra uma vela fina que atingiria velocidades incríveis, permitindo uma mobilização que seria acompanhada além da órbita da Terra. “Se a SpaceX tivesse a gentileza de levar uma de nossas velas a bordo e apenas liberá-la na metade de sua jornada para Marte, deveríamos ser capazes de seguir sua aceleração e caminho através do sistema solar por alguns dias e quase até a órbita de Júpiter,” diz Heller.

Outras ideias incluem o uso da Starship para enviar uma sonda para orbitar a lua vulcânica de Júpiter, Io, uma tarefa difícil sem uma capacidade de elevação substancial. “É extremamente desafiador por causa da entrada em órbita e da proteção contra a forte radiação de Júpiter”, disse Alfred McEwen, geólogo planetário da Universidade do Arizona (EUA). “Mas o volume ajuda. Você pode ter bastante combustível e proteção contra radiação”.

Musk sugeriu que a SpaceX poderia lançar até uma dúzia de voos de teste da Starship em 2022, com missões para a Lua e Marte à vista, e muito potencial científico pela frente. “Assim que a Starship começar a voar, o desenvolvimento será muito rápido”, diz Margarita Marinova, ex-engenheira sênior de desenvolvimento de Marte na SpaceX. “Haverá muito mais pessoas que serão capazes de lançar missões”. E essas podem ser desde missões autônomas usando a nave espacial até missões de passeio de manifesto de voos existentes. “Quando você tem capacidade de transporte para 100 toneladas, adicionar hardware científico é muito fácil”, diz Marinova. “Se alguém quiser comprar espaço para carga útil, eles podem conseguir. Será uma mudança realmente drástica na forma como fazemos ciência”.

Existem, é claro, boas razões para ser cauteloso. Embora a Starship tenha feito voos de teste sem o impulsionador Super Heavy, ainda não vimos o lançamento completo do foguete. É uma máquina extremamente grande e complexa que ainda pode ter problemas no seu desenvolvimento. A SpaceX e Musk, também, foram notoriamente arrogantes (para colocá-lo educadamente) com cronogramas e objetivos (já disseram certa vez que uma missão a Marte, Red Dragon, seria lançada ainda em 2018). E o método proposto pela Starship para chegar à Lua e Marte, contando com múltiplas missões de reabastecimento na órbita da Terra, permanece complexo e não testado.

No entanto, também há muitos motivos para entusiasmo em relação ao que a Starship poderia fazer se tiver sucesso. Do sistema solar interno ao externo, e possivelmente além, pode muito bem dar início a uma nova era da ciência espacial. “Tenho certeza de que algumas pessoas muito inteligentes estão começando a pensar em enviar missões científicas na Starship”, disse Abhishek Tripathi, um cientista espacial da Universidade da Califórnia, Berkeley (EUA).

Ou, como disse Musk: “Pode ser qualquer coisa que você imaginar”.

Nossos tópicos