Há exatos 44 anos, em 20 de julho de 1969, o astronauta americano Neil Armstrong tornou realidade o sonho mais antigo das civilizações humanas quando se converteu no primeiro homem a caminhar na Lua. Enquanto 500 milhões de pessoas em torno do mundo esperavam ansiosamente aglomeradas junto a rádios e telas de televisão de imagem borrada, Armstrong desceu a escada do módulo sobre a superfície lunar.
"Este é um pequeno passo para um homem,
mas um grande salto para a humanidade", recitou Armstrong com a voz
levemente distorcida pela distância e pelos equipamentos de comunicação, uma
frase que ficaria gravada para sempre nos livros de história da Terra.
As multidões ovacionaram o momento quando
Armstrong foi alcançado por seu companheiro Buzz Aldrin, que descreveu a
"magnífica desolação" da paisagem lunar, nunca antes testemunhada em
primeiro plano vista da Terra. Apenas 12 terráqueos caminharam desde então pela
superfície da Lua, o solitário e misterioso satélite da Terra que alimentou
nossos sonhos desde que os primeiros humanos caminharam sobre o planeta.
A União Soviética foi a primeira nação a
colocar um satélite em órbita, em 1957, com o lançamento do Sputnik e, em 1961,
Yuri Gagarin se converteu no primeiro homem a viajar ao espaço. A corrida
espacial se converteu no símbolo da batalha da Guerra Fria pelo domínio entre
ideologias enfrentadas e poderes mundiais polarizados.
"Creio que esta nação deve se
comprometer em alcançar a meta, antes de terminar esta década, de
aterrissar o homem na Lua e trazê-lo de volta à Terra sem perigo", disse
então Kennedy. Foi aí que os EUA desenvolvem o programa Apollo, que
transformou-se em uma arma bem sucedida na prova de domínio na corrida espacial
que culminou com os passos do americano Neil Armstrong na lua durante a missão
Apollo 11, em 1969.
Em plena Guerra Fria, o programa Apollo foi
usado para provar o domínio americano na corrida espacial. Colocar uma bandeira
dos Estados Unidos na superfície da Lua em 1969 marcou pontos muitos
importantes em relação à União Soviética. O programa Apollo, que tornou
possível seis alunissagens bem sucedidas entre 1969 e 1972, começou oito anos
antes, em 1961, quando o presidente John F. Kennedy lançou o desafio ao Congresso
de levar o homem à Lua ainda naquela década.
Mas a conquista da Lua não foi o único
resultado da corrida espacial. Muitos dos avanços tecnológicos que desfrutamos
hoje - como a comunicação mundial instantânea, via satélite e o uso de
computadores pessoais - foram criados na época durante pesquisas de
aprimoramento das missões espaciais.
Como funcionava a
espaçonave Apollo
Visão geral da espaçonave
Visão geral da espaçonave
Na plataforma de lançamento, o conjunto da
espaçonave Apollo e o veículo de lançamento Saturno V era impressionante. O
conjunto tinha mais de 121,9
metros de altura e, da base ao topo, consistia nas
partes que você confere a seguir.
- Veículo de lançamento, que era o foguete Saturno V de três estágios em todas as missões Apollo tripuladas. A função do Saturno V era lançar a espaçonave Apollo ao espaço.
- Havia uma estrutura que parecia um cone com a ponta cortada. Era chamada de adaptador do módulo lunar da espaçonave (AML). Protegia o módulo lunar (ML), que não conseguia suportar a pressão de viajar pela atmosfera terrestre a grande velocidade. O ML foi a parte da espaçonave Apollo que pousou na lua.
- O módulo de serviço (MS) vinha a seguir. Ele continha muitos sistemas importantes da espaçonave Apollo, incluindo tanques de oxigênio, células de combustível, baterias e motores. Quando a espaçonave se separava do estágio final do Saturno V, o MS dava o empuxo necessário para ajustar a trajetória, arfagem, rolagem e guinada da espaçonave (os movimentos em torno dos três eixos da espaçonave).
- Acima do MS ficava o módulo de comando (MC), onde os astronautas permaneciam durante a maior parte da missão.
- Finalmente, no topo do MC ficava o sistema de escape do lançamento (SEL). Era uma estrutura em forma de torre que parecia um pequeno foguete no topo de uma treliça. A finalidade do SEL era permitir que os astronautas escapassem rapidamente no caso de alguma falha no lançamento. Nessa situação, o SEL puxaria o MC para longe do veículo de lançamento utilizando três motores de foguete de propulsor sólido.
Em contrapartida, quando a espaçonave Apollo reentrava na atmosfera terrestre e pousava no oceano, tinha apenas 3,35 metros de altura. Isso porque a NASA pretendia que somente o módulo de comando retornasse à Terra - todo o resto seria descartado sobre o oceano Atlântico ou no espaço.
O custo do programa foi estimado em mais de US$ 25
bilhões, o que significa mais de US$ 100 bilhões hoje [fonte: NASA]. A maior
parte desse dinheiro foi gasto no projeto, na construção e no aperfeiçoamento
dos complexos sistemas e no maquinário necessários para levar homens à lua e
trazê-los de volta em
segurança. A NASA destinou o resto do orçamento para o
treinamento dos astronautas, sistemas de controle de solo
e despesas afins.
Os módulos de comando e serviço
Os módulos de comando e serviço
O
módulo de comando era o local onde os astronautas passavam quase todo o tempo e
era a única seção da espaçonave projetada para retornar intacta à Terra. Com
sua blindagem contra aquecimento, tinha cerca de 3,9 m de altura e pesava 5,5
t. Dentro, os astronautas tinham cerca de 6 metros cúbicos
de espaço habitável - o resto do espaço interno do veículo era destinado aos
painéis de controle e displays. O MC era tripulado por três astronautas. Durante
o lançamento, os três homens se sentavam em uma poltrona, que eles dobravam e
guardavam quando entravam no espaço.
Os engenheiros construíram o MC utilizando chapas
de alumínio para a estrutura interna. Do lado de fora do MC, havia uma
blindagem contra aquecimento de aço inoxidável soldado com latão
e revestido com resina. Sem a blindagem contra aquecimento, os astronautas não
sobreviveriam à reentrada na atmosfera terrestre no fim da missão.
O módulo de serviço era um cilindro de 7,5 m de altura. Tinha 3,9 m de largura e pesava 23.244 kg no lançamento.
O MS era dividido internamente em seis seções, que continham um sistema de
propulsão, tanques para combustível e material oxidante, tanques de hélio
usados para pressurizar o sistema de combustível, células de combustível e
tanques de oxigênio e hidrogênio. As células de combustível forneciam a energia
para a maioria das necessidades da tripulação durante a missão, mas o MS e o MC
também tinham baterias como um suplemento de energia.
Durante a maior parte do vôo da missão, o MC e o MS
permaneciam conectados um ao outro. O MC dependia dos sistemas do MS para a
maioria de suas operações. Devido a disso, alguns se referem às duas unidades
como sendo uma só: o MCS.
A
ponta do MCS tinha uma sonda que os astronautas utilizavam para fixar no ML.
Logo que o adaptador do módulo lunar da espaçonave se separava do resto do
veículo, a espaçonave Apollo soltava o ML de sua base. Usando motores de controle de reação
(MCRs), o MCS ajustava seu alinhamento, de modo que o topo
do MC ficasse de frente para um dispositivo em forma de funil no ML chamado de âncora.
Os astronautas no MCS alinhariam a sonda, de modo que se acoplasse à âncora do
ML. Uma vez fixado, 12 presilhas automáticas prendiam o ML ao topo do MC. Em outras
palavras, o ML se movia de trás para a frente do MCS. Os astronautas podiam
retirar a sonda e a âncora do interior da espaçonave, permitindo à tripulação
se deslocar entre os dois módulos.
Para
tornar a viagem espacial possível - e segura - o MCS precisava integrar
diversos sistemas complexos de apoio. Continue lendo para saber como os
astronautas puderam completar sua missão confiando nesses sistemas.
Sistemas e controles
Os sistemas a bordo do MCS tinham uma variedade de
funções, incluindo navegação, direção, comunicação, apoio à vida, energia
elétrica, controle de água e propulsão.
A
seguir você vê uma rápida descrição dos sistemas do MCS.
- Sistema de energia elétrica (SEE): consistia em células de combustível e baterias e fornecia eletricidade em correntes contínua e alternada. A maior parte dos SEEs estava no MS, mas o MC possuía três baterias.
- Sistema de direção, navegação e controle (SDNC): a finalidade desse sistema era medir e controlar posição, inclinação e velocidade da espaçonave. O SDNC incluía subsistemas inercial, óptico e de computador. O subsistema inativo usava acelerômetros para medir a velocidade da espaçonave e seus movimentos em torno dos três eixos. O sistema óptico incluía um telescópio, um sextante e um sistema eletrônico que enviava dados ópticos ao computador da espaçonave para fins de navegação. O sistema de computador analisava dados de outros subsistemas e também dos comandos manuais dos astronautas. Em seguida, o computador enviava os comandos ao sistema de propulsão da espaçonave para fazer as correções de curso. O computador também tinha um piloto automático digital que podia controlar a espaçonave durante todas as fases da missão.
- Sistema de estabilização e controle (SEC): esse sistema incluía controles e indicadores para a tripulação da Apollo poder controlar manualmente a rotação ou a velocidade da espaçonave. O sistema enviava comando ao sistema de propulsão da espaçonave.
- Sistema de propulsão de serviço: localizado no MS, esse sistema de propulsão incluía quatro tanques de combustível de hidrazina e oxidante tetróxido de nitrogênio. Essas substâncias são hipergólicas, o que significa que entram em combustão espontaneamente quando misturadas. O sistema usava tanques de hélio para pressurizar as linhas de combustível. O motor de foguete do sistema produzia até 10.250 kg de empuxo. A NASA montou o motor em uma suspensão Cardan, que é um suporte que pode girar. Girando o motor na direção certa, a espaçonave podia manobrar para a inclinação e a trajetória corretas.
- Sistemas de controle de reação (SCR): o SCR era um sistema de motores e tanques de combustível. Era parcialmente utilizado como um sistema redundante, o que significava que podia controlar os movimentos da espaçonave se o sistema de propulsão principal falhasse. O MC e o MS tinham um SCR independente. O MS tinha quatro quádruplos, que eram grupos de quatro motores de foguete. Cada motor podia fornecer 50 kg de empuxo. O MC tinha dois grupos de seis motores cada, com cada motor sendo capaz de fornecer 46,5 kg de empuxo. O SCR do MC também controlava a espaçonave durante a reentrada.
- Sistema de telecomunicação: fornecia a intercomunicação entre os astronautas no espaço e o pessoal na Terra, bem como entre os próprios astronautas. Incluía radiotransmissores e receptores de banda S e freqüência muito alta (VHF) e um transponder. Os astronautas usavam o equipamento VHF para comunicação de curta distância e o equipamento de banda S para comunicação através do espaço. Quando um corpo grande - por exemplo, a lua - ficava entre a espaçonave e a tripulação em terra, perdia-se a comunicação.
- Sistema de controle ambiental (SCA): controlava a pressão atmosférica e a temperatura da espaçonave, além de controlar a água. Ele coletava a água das células de combustível da nave (um subproduto útil). O SCA regulava a temperatura no MCS por meio de um sistema de resfriamento de água e glicol. O sistema bombeava a água e o glicol através de serpentinas de resfriamento para diminuir a temperatura do líquido. Em seguida, bombeava o líquido através de tubos para resfriar a atmosfera e os sistemas elétricos do MCS, semelhante a um sistema de resfriamento de líquido de computador.
- Sistema de pouso na Terra: alojado no MC, esse sistema consistia em vários pára-quedas prontos para disparo. A NASA projetou a espaçonave Apollo com a intenção de um pouso na água na reentrada. Os pára-quedas diminuíam a velocidade de descida da espaçonave, o suficiente para garantir a segurança da tripulação.
O módulo lunar
O módulo lunar (ML) da Apollo foi o primeiro
veículo tripulado projetado para operar completamente fora do ambiente da
Terra. Ele permaneceu acoplado ao MCS durante a viagem da Apollo na órbita
lunar. Já em órbita, dois dos três homens se transferiram do MCS para o ML.
Após vedarem o MCS e o ML, os astronautas desacoplaram os dois veículos e o ML
iniciou sua jornada para a superfície da lua.
O
ML tinha duas seções. A seção superior era o estágio de subida e compreendia o
compartimento da tripulação, indicadores e controles de sistema, antenas de banda
S e de radar, um sistema de controle de reação (SCR), tanques de combustível,
oxidante e oxigênio. A seção inferior era o estágio de descida e armazenava o
equipamento que os astronautas usariam na lua. Tinha também um motor de foguete
de descida, trem de pouso e tanques de combustível e oxidante. As duas seções
desceram até a lua, com a seção de descida controlando o pouso, mas quando os
astronautas deixaram a lua, fizeram-no somente com a seção de subida. A seção
de descida serviu como plataforma de lançamento e foi deixada para trás.
O
ML tinha radar de pouso que transmitia feixes de microondas para a superfície
lunar e media as ondas que a superfície refletia na espaçonave. Calculando-se o
tempo entre a transmissão e a recepção e medindo as ondas, o computador do ML
podia calcular a proximidade do módulo à superfície e fazer os ajustes.
Após pousar na lua, os dois membros da tripulação
preparariam primeiro o estágio de subida do ML para a decolagem. Depois,
descansariam e se preparariam para os objetivos de sua missão na superfície da
lua. Uma vez que tivessem concluído esses objetivos, retornariam ao ML para a
volta. A seção superior do ML se separaria do estágio de descida (mais uma vez
usando parafusos explosivos). O SCR do estágio de subida fornecia 1.750 kg de empuxo,
suficiente para colocá-lo em órbita lunar.
A
NASA projetou a antena de radar do estágio de subida para receber transmissões
do transponder no MCS. O transponder transmitia informações referentes à
posição e à velocidade do MCS. Com essas informações, as duas seções
manobraram, para que pudessem se acoplar. Após o acoplamento, a tripulação do
ML transferiu todas as amostras de materiais que coletaram na lua. Vedaram,
então, os dois veículos e desacoplaram o ML, enviando-o para um curso de
colisão com a lua. Instrumentos deixados na superfície da lua mediriam o
impacto como parte de um projeto de pesquisa sísmica.
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