Antes que um único astronauta possa pisar na Lua segundo o plano Artemis atual da NASA, a arquitetura da missão prevê pelo menos 15 lançamentos de foguetes separados, todos apenas para reabastecer o módulo lunar que aguarda em órbita. Esse número raramente aparece nos destaques da transmissão de um lançamento, mas diz mais sobre o quão difícil é essa viagem de volta do que qualquer imagem de um foguete decolando da plataforma.
Artemis é a campanha da NASA para levar astronautas de volta à Lua, encerrando um hiato que dura desde 1972, com a agência planejando incluir na tripulação a primeira mulher a caminhar sobre a superfície lunar. Voltar até lá, mais de cinco décadas depois, transformou-se em um quebra-cabeça de engenharia muito maior do que jamais foram as alunagens originais.
As peças desse quebra-cabeça incluem um novo foguete, uma cápsula que já tem horas de voo em seu histórico e uma pequena estação espacial construída para passar a maior parte de sua existência sem ninguém a bordo. Juntas, elas explicam por que "voltar à Lua" é uma frase muito mais complicada do que parece.
Cinquenta anos, dia por dia
Quando a cápsula da Artemis I finalmente amerissou, a data não foi coincidência: ela pousou exatamente 50 anos, dia por dia, após a Apollo 17, a última missão a levar uma tripulação à superfície lunar. No entanto, a NASA não precisou recuar tanto no tempo para encontrar hardware já testado em voo. A Orion, a cápsula no centro do programa Artemis, já havia registrado uma viagem ao espaço anos antes — um voo em dezembro de 2014, a bordo de um foguete diferente, realizado exclusivamente para verificar se seu escudo térmico resistiria a um retorno do espaço profundo.
Essa diferença entre uma cápsula com vantagem inicial e um foguete ainda anos longe de estar pronto mostra de onde realmente vieram a maioria dos atrasos do Artemis. A Orion era, em grande parte, tecnologia comprovada; o veículo que deveria transportá-la não era.
O foguete, a saída de emergência e uma cápsula já experiente
O foguete que finalmente levantou a Orion da plataforma é o Space Launch System, e seu primeiro estágio se apoia em hardware em que a NASA já confiava: quatro motores RS-25, a mesma família de motores que impulsionou a frota do ônibus espacial por três décadas.
No papel, o SLS é o foguete mais potente já autorizado a transportar uma tripulação humana, gerando 39 meganewtons de empuxo na decolagem — mais do que qualquer outro veículo de lançamento tripulado da história. No entanto, o empuxo bruto não conta toda a história. Ao considerar quanta massa ele realmente consegue impulsionar em direção à Lua, o SLS entrega cerca de 27 toneladas métricas em uma trajetória lunar, apenas cerca de metade do que o Saturn V da era Apollo conseguia carregar em sua carga útil de 48,6 toneladas métricas. Um motor maior não significa automaticamente uma carga maior.
Antes que todo esse poder seja usado em um voo tripulado, a NASA testa primeiro o plano de fuga. O teste Ascent Abort-2 foi projetado em torno de um cenário específico do pior caso: verificar se o sistema de escape de lançamento da Orion consegue afastar a cápsula e sua tripulação do SLS caso algo falhe durante o momento da subida em que a espaçonave sofre o maior estresse aerodinâmico.
Uma estação espacial construída para voar vazia
Uma vez que a Orion alcança o espaço lunar, o plano prevê que ela se acople ao Gateway, uma estação projetada para se tornar o primeiro posto avançado internacional já construído em órbita ao redor da Lua.
O Gateway será modesto para os padrões de um posto avançado orbital — cerca de 20 metros de comprimento, contra os cerca de 50 metros da Estação Espacial Internacional — mas, ainda assim, é projetado para permitir que uma tripulação viva a bordo por períodos de até três meses seguidos.
Na maior parte do tempo, porém, não haverá ninguém em casa. O próprio trajeto do Gateway ao redor da Lua o coloca cerca de 1.000 vezes mais distante da Terra do que uma estação em órbita baixa terrestre, e o posto avançado está sendo projetado para operar sem tripulação por longos períodos, cuidando até de sua própria manutenção por meio de sistemas robóticos enquanto aguarda a chegada da próxima tripulação.
Um percurso de seis dias, não um círculo
O Gateway também não vai simplesmente circular a Lua. Sua órbita halo planejada é uma elipse alongada de seis dias e meio, que se aproxima até 7000 km da superfície lunar antes de se afastar novamente para cerca de 70.000 km, no espaço profundo.
Essa forma incomum resolve um problema real: a maioria dos foguetes simplesmente não tem potência para voar diretamente da Terra até a superfície lunar e voltar em uma única viagem. Em vez disso, o Gateway deve funcionar como um ponto de retransmissão — chegar primeiro à estação e, depois, fazer um salto separado e menor até a superfície e de volta.
Os dois primeiros módulos que formarão a estação são o elemento de energia e propulsão da NASA e um módulo habitacional chamado HALO, que também deverá transportar um retransmissor de comunicações chamado Lunar Link, além de um par de instrumentos europeus construídos para monitorar radiação.
Por que uma única alunagem precisa de 15 lançamentos
Aquele número de quinze lançamentos mencionado no início decorre da forma como o atual módulo lunar recebe combustível. Em vez de ser lançado já cheio, o módulo é projetado para ser reabastecido depois de alcançar a órbita, o que significa que um foguete-tanque separado precisa voar, acoplar e transferir propelente — repetidamente — antes que qualquer tripulação embarque. São necessários pelo menos 15 desses lançamentos apenas para reabastecer o módulo para uma única tentativa de alunagem tripulada, o que faz a descida real até a superfície parecer quase simples diante de tudo o que precisa acontecer em órbita antes.
Parceiros e preços
Nada disso sai barato, e nada disso vem apenas da NASA trabalhando sozinha. Os programas relacionados ao Artemis devem custar cerca de 93 bilhões de dólares ao longo dos anos fiscais de 2012 a 2025, com cada um dos primeiros lançamentos do Artemis avaliado em cerca de 4,1 bilhões de dólares.
Para dividir tanto o custo quanto a carga de trabalho, a NASA assinou os Acordos Artemis, sem caráter vinculativo, que estabelecem princípios para a cooperação pacífica no espaço, com Canadá e Japão entre os signatários, além de pelo menos outros 18 países participantes. A tripulação da Artemis II reflete diretamente essa parceria, voando junta como um dos resultados internacionais mais visíveis do programa até agora.
O que vinte anos na ISS ensinaram à NASA
Grande parte da confiança por trás do Artemis remonta a um laboratório muito mais próximo. A NASA observa que uma viagem à Lua cobre cerca de 1.000 vezes a distância de uma viagem a uma estação espacial em órbita baixa terrestre, um salto que torna cada margem de suporte à vida e de navegação muito menos tolerante a erros.
Essa experiência não é apenas um impulso de confiança — ela remodelou diretamente os planos de hardware. Quase 20 anos de operações contínuas de suporte à vida a bordo da estação espacial permitiram que os engenheiros redesenhassem os sistemas previstos para futuras missões a Marte, com uma redução de 36% na massa, peso que, de outra forma, teria de ser lançado a um custo enorme.