Marte ou Júpiter? Até onde a exploração espacial pode chegar?

De A Noite Estrelada de Vincent Van Gogh até filmes como Interestelar de Christopher Nolan, a humanidade sempre esteve curiosa com a imensidão do espaço e do desconhecido que há fora do nosso planeta. A possibilidade de conhecer diferentes planetas desperta o interesse nas pessoas há muitos anos e o avanço tecnológico abre possibilidades para que a ficção e a teoria se tornem realidade no futuro. 

Durante o século XX esse tema surgiu com maior intensidade, principalmente devido aos avanços tecnológicos que a humanidade conquistava, e tomou conta do imaginário popular com uma alta expectativa em relação ao que seria o futuro após os anos 2000. As evoluções na área tiveram seu ápice durante a Guerra Fria, quando os Estados Unidos e a União Soviética protagonizaram uma corrida espacial como forma de demonstração de força. 

Entretanto, quão próximo estamos desse futuro onde é possível visitar outros corpos celestes no Sistema Solar? Até onde podemos chegar?

O que é a exploração espacial?

A definição de exploração espacial é o conjunto de esforços do homem visando a exploração do espaço e seus corpos celestes. Uma de suas primeiras concepções é de 1865, quando Júlio Verne publicou o livro De la Terre à la Lune (Da Terra à Lua, em tradução para o português) descrevendo uma viagem à Lua a partir da Terra. Com o sucesso, diversas outras obras exploraram o tema, despertando o interesse das pessoas em relação a esses ideais visionários.

Com o surgimento da concepção de exploração espacial, diversas motivações, além da pura curiosidade, foram surgindo e, a partir do aprofundamento no tema, grandes avanços em tecnologias ocorreram com um maior fascínio pela ciência.

“Explorar o espaço terá um efeito ainda maior; mudará completamente o futuro da raça humana e talvez determine se temos, de fato, algum futuro. Isso não vai resolver muitos de nossos problemas imediatos na Terra, mas nos dará uma nova perspectiva sobre eles e nos levará a olhar tanto para fora como para dentro. Com sorte, explorar o espaço poderia nos unir para enfrentar um desafio comum.”

Stephen Hawking

A partir disso o conceito foi difundido e atualmente é tema de discussões sobre ciência, cultura e filosofia. A exploração espacial é um dos grandes objetivos da humanidade, seja em busca de riquezas em locais não explorados ou pela procura de conhecimento sobre a nossa origem ou o nosso futuro.

Até onde chegaram os humanos no espaço?

Em 12 de abril de 1961, o cosmonauta soviético Yuri Gagarin realizou uma das missões mais importantes pra história da humanidade. Executando uma órbita ao redor da Terra, realizou o primeiro voo espacial tripulado por um humano na missão Vostok 1. Até o momento, a humanidade conquistou grandes feitos e uma missão para Marte não parece distante da nossa realidade atual. Contudo, até onde a humanidade já chegou?

Durante a Guerra Fria, com o avanço tecnológico dos soviéticos, a NASA (Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos) foi incumbida com o objetivo de levar o homem à Lua. Diante de tal proposta ambiciosa foi criado o programa Apollo, havendo um total de 17 missões com o objetivo de levar a humanidade pela primeira vez ao nosso satélite natural e ampliar os horizontes na exploração espacial.

Dessas missões do programa Apollo, a responsável por levar o homem à Lua pela primeira vez foi a Apollo 11 com os astronautas Neil Armstrong, Michael Collins e Buzz Aldrin em 1969. Outras missões ocorreram com objetivo de pousar no satélite natural como as missões Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 e Apollo 17. Sendo a única fracassada, a missão Apollo 13 que ficou popular pela frase dita “Houston, we have a problem” decorrente da explosão de um tanque de oxigênio no módulo de serviço que impediu o pouso na Lua.

Nos anos 2000, foi inaugurada a Estação Espacial Internacional — conhecida como ISS — como parte de um projeto dos Estados Unidos para uso do espaço como local de pesquisa e desenvolvimento tecnológico. Com isso, apesar do fim da Guerra Fria, estudos foram desenvolvidos graças à exploração espacial, aumentando o desejo da humanidade por ir além.

Atualmente existem planos da NASA e por parte de iniciativa privada de uma nova viagem tripulada com exploração espacial para locais mais distantes do planeta Terra. Porém, até o dia de hoje, o recorde de maior distância que um humano já percorreu ainda é de uma das missões do programa Apollo, sendo essa a viagem do Apollo 13 em abril de 1970 com uma distância aproximada de 400.171 km da superfície terrestre.

Quais tecnologias são necessárias para viagens longas?

Os empecilhos para uma viagem de longas distâncias ao espaço não são poucos e alguns desses superam a capacidade tecnológica atual da humanidade. Quando uma nave espacial é desenvolvida com o objetivo de carregar humanos para o espaço, é necessário uma série de recursos para a viabilização de uma viagem segura. 

A duração e a distância são os maiores inimigos por exigir um sistema possível de operar apenas pela tripulação, com chances de falhas tendendo a zero, por não haver como enviar recursos para a resolução de um possível problema. Algumas das tecnologias necessárias para viagens longas listadas pela própria NASA são:

Sistema de suporte

O principal em uma viagem espacial é a segurança de sua tripulação. Diante disso, um sistema de suporte aos astronautas se torna uma das tecnologias principais em uma viagem na exploração espacial. São sistemas responsáveis por manter os tripulantes vivos de forma que seja altamente confiável e ocupe o mínimo de volume na viagem. Sendo uma combinação de equipamentos responsáveis por tornar a vida possível como um removedor de dióxido de carbono, uma tecnologia que consiga produzir água para a tripulação, sistemas contra incêndio e até mesmo banheiros adequados.

Propulsão avançada

Uma propulsão da espaçonave é necessária para que a viagem tenha a precisão necessária para manter seu curso desejado e que seja possível o retorno da tripulação para à Terra. A propulsão impacta no tempo e na distância da viagem, sendo necessário combustível o suficiente para o seu funcionamento durante a missão.

Resistência ao calor

A volta para casa pode ser uma das etapas mais desafiadoras na exploração espacial e parte desse problema decorre pelo calor gerado pela entrada da espaçonave na atmosfera terrestre. Quanto mais distante for a viagem, maior o calor gerado no retorno e devido a esse calor criado, é necessário que tudo seja resistente ao calor, para que não haja perdas humanas e tecnológicas.

Proteção contra a radiação

Ao redor do planeta Terra existe um campo magnético que nos protege todos os dias contra a radiação espacial. No caso de uma viagem espacial, a espaçonave estará obrigatoriamente fora desse campo, sofrendo com constantes radiações de corpos celestes como o Sol. Diante disso, a espaçonave precisa ser desenvolvida com um sistema que proteja a tripulação e os equipamentos de possíveis eventos de radiação.

Quanto tempo levaria para chegar a planetas como Marte e Júpiter?

O tempo necessário para uma viagem depende necessariamente da tecnologia alcançada que determinará a velocidade da espaçonave e a trajetória da órbita do planeta. Levando em consideração que Marte está aproximadamente a 220 milhões de quilômetros do Sol e à Terra está a 150 milhões de quilômetros de distância do Sol, é intuitivo de se pensar que a nossa distância para Marte é de 70 milhões de quilômetros. 

Porém, as órbitas dos planetas são elípticas e ocorrem ao redor do Sol. Dessa forma, a distância entre os dois planetas depende majoritariamente da posição dos mesmos em suas respectivas órbitas, o que modifica consideravelmente o tempo de viagem entre esses dois locais. Uma viagem para outro planeta trata-se de uma viagem entre um local em movimento em direção a outro local que também está se movimentando. Logo, a distância entre esses dois corpos é uma variável.

O outro fator essencial para esse cálculo é a velocidade da espaçonave. Levando em consideração a maior velocidade possível de acordo com a física — que é a velocidade da luz — a viagem entre os dois planetas seria de apenas 22 minutos, porém essa velocidade ainda não é possível com a tecnologia a nossa disposição. Sendo assim, são necessários 260 dias, em média, para essa viagem.

No caso de uma viagem para planetas mais distantes como Júpiter, temos como referencial a sonda Juno, que atualmente está em órbita do planeta. Segundo a NASA, a Juno levou quase 5 anos para chegar ao planeta. Sendo assim, ainda é necessário muito esforço tecnológico e matemático para determinar os equipamentos e a trajetória ideal para que ocorra a viagem de forma mais otimizada possível, necessitando do mínimo de tempo.

Quais os riscos de viagens assim?

Existem diferentes riscos nas viagens espaciais e os principais estão atrelados às tecnologias necessárias citadas anteriormente. A falha de um equipamento tecnológico — de forma que não seja possível a sua manutenção durante a viagem — é um dos maiores riscos possíveis. Por se tratar de uma viagem distante do nosso planeta, os passageiros estão vulneráveis a necessidades de equipamentos indisponíveis.

Entretanto, diversos outros riscos estão associados a uma viagem de exploração espacial, como as doenças físicas e mentais. Durante a pandemia da Covid-19, estivemos todos presos em casa durante muito tempo e diversas pessoas sentiram os efeitos mentais da falta de contato com outras pessoas e o meio ambiente. E, no caso de uma viagem espacial, esse cenário não seria muito diferente. Com um ambiente completamente fechado e com o contato limitado apenas entre os tripulantes, há sérios riscos do desenvolvimento de doenças mentais nos membros da tripulação.

Apesar disso, e de todos os demais desafios, a exploração espacial é um desejo da humanidade, seja por curiosidade ou pela busca de riquezas. Afinal, a humanidade está sempre em uma busca incessante por conhecer o desconhecido.

“A Terra é um cenário muito pequeno numa vasta arena cósmica.”

Carl Sagan

Veja também:

Fizemos uma matéria completa sobre todas as viagens à Lua pela NASA e um vídeo contando o motivo da humanidade não ter ido mais à Lua nas últimas décadas:

Fontes: NASA, Thomas Edward, Fernando Alcoforado e Space.