Tecnologias utilizadas na exploração do espaço

Como o desenvolvimento tecnológico para acelerar a exploração espacial afeta a vida na Terra.

A corrida espacial se iniciou na década de 1950 quando o primeiro satélite — Sputnik I, foi lançado à órbita. Nessa época, a atividade era restrita aos governos e instituições de pesquisa, além de ser predominantemente dominada por Estados Unidos, União Soviética e China.

Passaram-se algumas décadas e os avanços tecnológicos nos permitiram saltar de satélites de telecomunicação para missões com o objetivo de viabilizar o turismo espacial e a ocupação de Marte. O espaço se transformou em um negócio e empresas privadas apostam corrida para desenvolver tecnologias que permitam condições de sobrevivência fora da Terra.

A SpaceX, empresa fundada por Elon Musk em 2002, atualmente está estimada em mais de US$ 20 bilhões de dólares e pretende levar pessoas para Marte em 2024. Já a NASA, trabalha e acredita que essa conquista será possível próxima a 2030.

Além da SpaceX, Virgin Galactic (fundada por Richard Branson) e Blue Origin (fundada por Jeff Bezos) são empresas que também se preparam para levar turistas além da órbita do nosso planeta. A Virgin já vendeu mais de 700 passagens antecipadamente, custando cerca de US$ 250 mil cada. A viagem ainda não tem data confirmada para acontecer.

Atualmente, o principal desafio de realizar as expedições está no custo.

Por isso, os investimentos em soluções tecnológicas que auxiliam a indústria espacial crescem cada vez mais.

Nesse texto, decidimos abordar as tecnologias emergentes por trás da exploração espacial — assim como o seu impacto em diversos setores. Pois, acreditamos que elas fazem parte do que há de mais inovador e avançado sendo desenvolvido.

DIETA ESPACIAL

Umas das questões centrais é a alimentação das pessoas que vão para o espaço. Viagens para Marte estão estimadas a durar até 5 anos. Levar alimentos para todo esse tempo acarreta em um enorme acréscimo de peso e ocupação de espaço nas naves, dois ativos valiosos em missões espaciais.

Já houve uma evolução grande em termos de sabor. O problema ainda está na validade dos alimentos.

Por isso, a NASA está pensando em como viabilizar o cultivo de alimentos fora da órbita, o que não é uma missão simples em condições restritas de água, ar e solo. Os primeiros experimentos envolvem o cultivo de diferentes folhas em argila e parece estar dando certo.

Outro grupo de cientistas alemães estão no mesmo caminho. Em uma estação de pesquisa na Antártida, foi possível cultivar vegetais em um ambiente projetado sem sol e sem solo. A equipe reuniu cerca de 8kg de produção de seus primeiros rendimentos, incluindo ervas, alface, rúcula e rabanetes vermelhos.

Na Finlândia, a startup Solar Foods desenvolveu um método para produzir proteína em pó a partir de CO2 e ingredientes químicos como fósforo. A solução pode ajudar na produção de alimentos nutritivos de forma sustentável na Terra. E, também pode se tornar uma solução viável para astronautas com recursos limitados.

Tecnologias que aumentam a durabilidade dos alimentos vão poder ser utilizadas para alimentar populações em locais remotos, em situações de vulnerabilidade e instabilidade (como campos de refugiados)?

Soylent é um exemplo de marca que se inspira em alimentos para astronautas para o desenvolvimento dos seus produtos.

As grandes empresas produtoras de alimentos estão atentas à esses desenvolvimentos?

Será que dentro de alguns anos este não será um nicho de mercado significativo?

GERAÇÃO DE ENERGIA E RESFRIAMENTO DE SATÉLITES

Ainda em fase de teste, o EmDrive seria uma possível solução para tornar foguetes mais leves, potentes e ecológicos. O cientista britânico Roger Shawyer propôs a ideia em 2001. Através de impulsos para bombear microondas dentro de um cone de metal, as ondas se rebateriam nas paredes exercendo força suficiente para movimentar o objeto.

Em 2015 a NASA realizou um teste inicial em que teoricamente a máquina teria funcionado. Entretanto, o impulso observado no experimento é tão pequeno que são necessários mais testes para entender se o movimento foi de fato gerado pela engenharia da máquina.

Em Junho deste ano (2019), novos testes foram desenvolvidos. A equipe da Technische Universität Dresden construiu um instrumento hiper-sensível para medir o impulso , que acreditam ser imune à interferências externas. A equipe planeja publicar os resultados oficiais em Agosto.

O EmDrive, se realizado, será um método de viagem espacial que pode facilitar a chegada à Marte em apenas 10 semanas. Hoje, leva-se no mínimo 6 meses.

O que a comprovação do EmDrive pode significar para toda a indústria de energia e mobilidade?

Será a solução para a redução de custo e consequente viabilidade de mais viagens para fora da Terra?

Será que outras empresas aéreas já estão acompanhando o setor espacial e pensam em um futuro impacto na indústria?

LIXO ESPACIAL

Quanto mais acesso temos à órbita terrestre, maior é o acúmulo de lixo no espaço. Segundo a NASA, estima-se que há pelo menos 20.000 detritos espaciais maiores que uma bola de baseball orbitando a Terra. E, pelo menos 500.000 do tamanho de uma bola de gude ou maior.

Uma colisão entre um lixo espacial e um satélite, por exemplo, pode afetar a comunicação e a mobilidade aqui na Terra.

Como um movimento inicial, a SpaceX pediu autorização para a FCC (Comissão Federal de Comunicações) — órgão regulador da área de telecomunicações e radiodifusão dos Estados Unidos — para modificar sua licença para que parte de seus satélites possam operar a uma altitude de 600 quilômetros abaixo do originalmente solicitado. Com essa redução, a empresa consegue obter os mesmos resultados com 16 satélites a menos e facilitar o descarte dos mesmos.

Paralelo à isso, a ISS (International Space Station) e a empresa Made in Space trouxeram outra iniciativa para otimizar a produção de materiais e descartes das espaçonaves. Foi desenvolvido uma impressora 3D para que astronautas criem e imprimam materiais em plástico necessários em órbita. Assim, ao invés de levarem uma quantidade desnecessária de diferentes suprimentos, que eventualmente seriam descartados no espaço, é possível criar e reciclar os mesmos através desse sistema.

Ainda, uma das inovações está na utilização da urina como matéria prima para produzir esse plástico. Ou seja, mais uma forma de maximizar a eficiência reduzindo o número de remessas e a quantidade de suprimentos necessários em missões.

Como as empresas/instituições que estão trabalhando nessa indústria devem tratar o lixo produzido?

Com a utilização de impressoras 3D no espaço, quais novos mercados e profissões podem surgir? Precisaremos ter pessoas/empresas que façam o projetem esse tipo de produto. A partir daí, como as empresas e marcas podem se posicionar?

SAÚDE, CRISPR E OS EFEITOS A LONGO PRAZO DO CORPO A ZERO G

Um dos grandes desafios está nas consequências a longo prazo da microgravidade, radiação e ambiente espacial no corpo humano. Em maio desse ano, pela primeira vez, astronautas usaram a tecnologia CRISPR/Cas9 para edição de genes no espaço.

O objetivo do estudo é compreender mudanças moleculares, simulando o dano genético causado pela radiação cósmica e entender se os métodos de reparo do DNA são diferentes no espaço e na Terra. Embora as células tenham meios de corrigir falhas no DNA, erros no processo de reparo podem levar a consequências negativas para a saúde, incluindo o câncer.

Entender o CRISPR/Cas9 ajuda a encontrar melhores maneiras de proteger os astronautas de danos.

Assim como em diversos segmentos, é importante percebermos que as tecnologias tendem a cruzar a fronteira do seu objetivo inicial.

Tomografias, ressonâncias magnéticas e câmeras de celulares são exemplos que tiveram seu surgimento no desenvolvimento espacial e acabaram beneficiando toda a população em outras áreas.

A empresa TechShot, por exemplo, responsável por soluções para a impressão de órgãos 3D, juntou-se a NASA. Durante a impressão de corações humanos é necessário que eles cresçam em torno de uma estrutura, garantindo que os órgãos não entrem em colapso durante o processo. O desafio é a sua remoção, que até então não se provou possível. Assim, a empresa acredita que a impressão à zero G seja a solução.

O avanço de métodos como CRISPR através da exploração espacial pode representar um avanço e consequentemente redução de custos e maior acesso à todos?

Como a medicina de precisão — diagnóstico e desenvolvimento de tratamentos individualizados através de sequenciamento de genoma — pode se beneficiar na corrida espacial?

Esses e outros questionamentos e reflexões norteiam a nossa visão de futuro. Mesmo que uma possível transição da vida humana para Marte por enquanto nos pareça impossível, o quanto as tecnologias desenvolvidas para isso podem afetar positivamente a nossa vida na Terra?

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A Aerolito é um laboratório de exploração de cenários futuros. Ajudamos pessoas e empresas a absorver os conceitos de um contexto pós-digital.

O que é tecnologia de exploração espacial?

Quais os avanços tecnológicos conquistados pela humanidade ao longo da exploração espacial?

Quais tecnologias foram descobertas por causa das missões espaciais?

Como é feita a exploração do espaço?