Estudo chinês que "destrói" a NASA tem um problema: critica espaçonave que não existe

Um dos principais veículos de comunicação da China, o South China Morning Post, repercutiu um estudo revisado e publicado em março passado no periódico Chinese Space Science and Technology. Nele, uma equipe de pesquisadores chineses criticou o sistema de propulsão do módulo de pouso Artemis da NASA e elogiou o sistema projetado por seus próprios engenheiros. Com base no que este estudo revela, parece que a NASA está correndo um risco considerável com seu próximo pouso lunar. No entanto, há um detalhe que este artigo não menciona e que deixa claro que essa crítica é, em grande parte, infundada.

Ninguém considera o HLS?

De modo geral, o artigo chinês critica o módulo de pouso da NASA por usar apenas um motor para as duas manobras críticas de pouso lunar: descida e subsequente ascensão. Se esse motor falhar, não há um sistema de reserva para trazer a espaçonave Orion de volta à Terra em segurança.

Isso é verdade. Usar apenas um motor seria um grande problema, como aconteceu nas missões Apollo. Contudo, com o programa Artemis, a NASA não usará o sistema tradicional de dois estágios empregado em pousos lunares anteriores. Desta vez, a espaçonave Orion acoplará em órbita lunar com o Sistema de Pouso Humano (HLS) da SpaceX ou da Blue Origin. Nenhum desses sistemas usa apenas um motor, portanto, o problema apontado pela China não existe de fato.

Missões Apollo

As missões do programa Apollo usavam uma espaçonave de dois estágios. Um dos estágios permaneceu em órbita lunar com uma pessoa a bordo, enquanto o outro se separou para iniciar o pouso lunar com o restante da tripulação. Este módulo de pouso lunar possuía apenas um motor para cada fase crítica. Ou seja, havia um motor para a ascensão e outro para a descida. Para o programa Artemis, decidiu-se que esse sistema poderia ser arriscado, então a espaçonave Orion possui apenas um estágio, que nunca pousa na Lua. Em vez disso, ela se acopla a um módulo de pouso externo que deve estar à sua espera quando atingir a órbita lunar.

SpaceX ou Blue Origin

A NASA contratou a SpaceX e a Blue Origin para desenvolver seus Sistemas de Pouso Hidrodinâmico (HLS). Se tudo correr bem, ambas deverão demonstrar sua viabilidade no programa Artemis III, embora o HLS da SpaceX seja o primeiro a pousar no Artemis IV, introduzindo a Blue Origin nas missões subsequentes. No entanto, se houver problemas com a SpaceX e a Blue Origin cumprir o prazo, não haveria problema em inverter a ordem. De qualquer forma, a chave aqui é o sistema de propulsão utilizado pelos HLS dessas empresas.

A Starship HLS da SpaceX, por exemplo, possui seis motores: três motores para nível do mar e três para vácuo, todos movidos a metano líquido sub-resfriado e oxigênio líquido em um ciclo de combustão de fluxo total e múltiplos estágios. Isso permite altas relações empuxo-peso e eficiência em condições de vácuo, essenciais para a descida e ascensão lunar. Enquanto isso, a Blue Moon Mark 2, a HLS da Blue Origin, possui três motores para a descida à Lua a partir da órbita lunar. No entanto, embora os dados possam mudar, por enquanto sabe-se apenas que para a ascensão ela possui um único estágio separado com um sistema de propulsão hipergólica. Se este falhar, poderão ocorrer problemas como os mencionados pela China.

Motor da SpaceX em teste pré-voo da 12ª missão da Starship

Opção da China

Certamente, o módulo de pouso proposto pela China também é um forte concorrente. Para começar, possui um sistema primário com quatro motores de empuxo variável, de modo que, se um falhar, os outros três continuam a gerar empuxo comparável ao do motor clássico da NASA. Além disso, possui uma camada adicional com seis propulsores de controle orbital menores, que podem ser acionados na superfície lunar para uma ascensão de emergência caso os motores primários falhem.

O problema do peso

Dessa perspectiva, quanto mais motores, melhor. Mas, é claro, não é tão simples. Mais motores significam mais peso, o que reduz a eficiência e a capacidade de carga da espaçonave. Todo esse peso extra dos motores pode significar menos material para construir bases lunares ou suprimentos para os astronautas, por exemplo. É por isso que o projeto tradicional da NASA incluía apenas um motor.

A China resolve esse problema utilizando um tanque no qual o combustível e o oxidante usado para iniciar a reação de combustão são separados por uma parede. Tradicionalmente, dois tanques são usados ​​em vez de um único tanque com parede. Portanto, cada tanque extra adicionava um peso significativamente maior. Esse tipo de tanque resulta em uma economia de centenas de quilogramas no peso da espaçonave, que podem então ser usados ​​para instalar mais motores.

China possui boas ferramentas para ir à Lua, mas NASA também

Por enquanto, a China testou sua proposta em um teste de combustão a quente, no qual os motores são testados em condições reais, mas sem decolagem. Tudo funcionou corretamente, embora a importância do controle preciso da pressão do tanque tenha sido demonstrada. É um país que está se preparando muito bem em sua própria corrida à Lua. Mas isso não invalida os passos que a NASA está dando. Artemis não é Apollo. Desta vez, eles não dependerão de um único motor para o pouso lunar, então as chances de sucesso são maiores do que no passado.

Imagem | Patricia Moore (Wikimedia Commons), SpaceX