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A NASA está apoiando algumas missões de risco sério para a Lua – já não era sem tempo

NASA – “O ecossistema empresarial é um dos principais pontos fortes dos Estados Unidos”.

NASA
NASA tem se concentrado intensamente no programa Artemis Moon. Este esforço internacional de alto nível, liderado pela agência espacial americana a um custo de quase 7,5 bilhões de dólare

Ampliar / Esta ilustração mostra um conceito para um aterrissador lunar comercial da Astrobotic Technology.

Por mais de três anos, a NASA tem se concentrado intensamente no programa Artemis Moon. Este esforço internacional de alto nível, liderado pela agência espacial americana a um custo de quase 7,5 bilhões de dólares por ano, procura devolver os humanos à superfície lunar em meados dos anos 2020 e estabelecer uma presença sustentável no espaço profundo.

Mas, nos últimos anos, a NASA tem financiado um segundo programa lunar em escala muito menor, a apenas 3% do custo da Artemis. Este é o programa “Commercial Lunar Payload Services”, que procura usar empresas privadas para enviar pequenos e médios pousadas à superfície da Lua para missões baseadas principalmente na ciência. Seu orçamento é de cerca de 250 milhões de dólares por ano.

Este programa, conhecido como CLPS, está mostrando alguns sinais promissores e irá vencer o programa Artemis até a Lua por pelo menos alguns anos. Além disso, ele representa um novo e ousado esforço da divisão científica da NASA, que está procurando alavancar o setor espacial comercial emergente para aumentar radicalmente as capacidades científicas e de exploração. Se bem-sucedido, o modelo CLPS de exploração poderia ser estendido a Marte e mais além.

Mas será bem-sucedido? Estamos prestes a descobrir.

NASA está apoiando algumas missões de risco

Origem do CLPS


Como o programa Artemis, a origem do CLPS pode ser rastreada até o meio da administração Trump, quando funcionários da Casa Branca procuraram redirecionar os programas de exploração da NASA para a Lua em 2018, após um longo período de grande foco em Marte. Esta mudança repercutiu no administrador associado encarregado dos programas científicos da NASA, Thomas Zurbuchen, que tomou posse no final de 2016.

Desde o final do programa Apollo nos anos 70, a NASA havia enviado um punhado de orbitadores para a Lua, mas não havia feito uma aterrissagem suave lá em mais de quatro décadas. Enquanto isso, a agência espacial havia pousado meia dúzia de vezes em Marte e explorado o resto do Sistema Solar.

“Há algum tempo eu sentia que não tínhamos nos concentrado o suficiente na Lua”, disse Zurbuchen em uma entrevista com Ars. “Parecia estranho que cada corpo celeste do Sistema Solar fosse interessante, exceto aquele que está no céu todas as noites”.

Cientistas se envolvem muito na pesquisa

Outros cientistas também estavam começando a se envolver muito na pesquisa lunar, especialmente com o interesse da NASA no potencial de colher gelo de água nos pólos da Lua. A indústria espacial comercial, estimulada em parte pelo Google Lunar XPrize, também havia começado a trabalhar em conceitos inovadores de aterrissagem. E havia um outro ponto de dados; o bem sucedido programa da NASA para que empresas comerciais entregassem alimentos e suprimentos à Estação Espacial Internacional havia começado a funcionar bem.

Zurbuchen se perguntava se este modelo público-privado poderia ser estendido às missões científicas. Em outras palavras, as empresas comerciais estavam à altura da tarefa de construir pequenos pousadas, contratar empresas de lançamento privadas e entregar experiências para a NASA e outros clientes à superfície lunar?

Trabalhando com aliados

Trabalhando com aliados-chave dentro da NASA, incluindo David Schurr da Divisão de Ciências Planetárias e Steven Clarke, um administrador adjunto associado, Zurbuchen estabeleceu o programa CLPS. Após selecionar um grupo de uma dúzia de empresas americanas elegíveis para concorrer, a NASA começou a adjudicar competitivamente contratos avaliados entre $80 milhões e $100 milhões em maio de 2019 para missões de entrega lunar. Estes custos eram muito menores do que a NASA teria pago como parte de um processo de aquisição tradicional.

Nem todos estes desembarcadores serão bem sucedidos, pelo menos inicialmente. Representa um enorme salto tecnológico para uma empresa privada construir uma nave espacial e um aterrissador e operar a embarcação a quase 400.000 km da Terra. Zurbuchen usou a frase “tiros a gol” para caracterizar este risco, dizendo consistentemente aos formuladores de políticas que havia uma chance de 50-50 de sucesso para as primeiras missões CLPS.

“Você tem que comprar o risco”, disse Zurbuchen. “Se a chance de sucesso precisa ser de 80%, eu preciso colocar um programa de segurança e garantia de missão”. E não quero fazer isso porque então estou espremendo parte da energia empreendedora. Eu realmente acredito que o ecossistema empresarial é um dos principais pontos fortes dos Estados Unidos. Não ficamos atrás de ninguém. E se não estamos usando isso como parte do nosso paradigma de liderança, estamos perdendo”.

O empurrão VIPER

NASA está apoiando algumas missões de risco


Uma coisa é arriscar com experiências científicas relativamente modestas; outra coisa é colocar as principais missões da NASA no CLPS. Mas foi isso que Zurbuchen decidiu fazer em junho de 2020 ao conceder a missão VIPER a um fornecedor do CLPS, a Astrobotic. A empresa recebeu um contrato de US$ 199,5 milhões para entregar o VIPER – Volatiles Investigating Polar Exploration Rover – ao pólo sul já no final de 2023. Está programado voar para lá no aterrissador Griffin ainda em desenvolvimento da empresa.

Esta é uma importante missão científica encarregada de procurar gelo no pólo sul e usar uma broca de um metro para prospectar amostras subsuperficiais. O valor total da missão é de US$ 660 milhões, e é importante para os cientistas e a divisão de exploração humana da NASA, que espera enviar astronautas para o pólo sul nos anos 2020.

VIPER e NASA

Devido ao fato de que havia tanta movimentação no VIPER, Zurbuchen recebeu pressão de dentro e fora da NASA, tanto de cientistas quanto de políticos, para passar a uma entrega mais “tradicional” para o VIPER. Para uma missão científica típica da NASA, isto significaria que o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA projetaria o avião e depois contrataria sua construção para um empreiteiro tradicional, mais comumente a Lockheed Martin.

Em resposta às preocupações sobre VIPER, Zurbuchen pediu uma avaliação independente dos principais riscos para a entrega de VIPER à Lua. Astrobotic cooperou voluntariamente neste processo, disse ele, porque eles acolheram favoravelmente a assistência técnica com seu programa.

NASA - Programa Espacial
NASA – Programa Espacial


Ampliar / Uma renderização do revólver VIPER da NASA.

Zurbuchen então pediu a sua equipe para considerar outras opções para colocar o rover em segurança na cratera Nobile no pólo sul da Lua. Quando os custos e os prazos chegaram, ele percebeu que contornar o CLPS para VIPER efetivamente mataria todo o programa comercial lunar, consumindo seu financiamento – não apenas para VIPER, mas para as próximas várias entregas depois disso. “Ficou claro para mim que se fôssemos com uma entrega tradicional, estaríamos abandonando todo o CLPS”, disse Zurbuchen.

Ele não estava disposto a aceitar isto. E depois de receber a compra da Pam Melroy, Administradora Adjunta da NASA, e Bob Cabana, Administrador Associado, Zurbuchen tomou a decisão de manter o VIPER no aterrissador Griffin da Astrobotic. Como parte desta decisão, a Astrobotic concordou em submeter o sistema de propulsão do Griffin a testes mais rigorosos. Além disso, a NASA decidiu construir um segundo conjunto de instrumentos como um plano de reserva.

“Com as outras missões CLPS, estou perfeitamente bem com uma chance de 50-50”, disse Zurbuchen. “Mas com o VIPER, o custo é maior e, como contribuinte, eu gostaria que o governo se esforçasse mais para aumentar suas chances de sucesso”.

Apostando em comercial


Zurbuchen está apostando nessas empresas privadas porque entende que a Astrobotic e outros empreiteiros CLPS, tais como Intuitive Machines e Masten Space, devem ter sucesso em pousar na Lua ou seus negócios vão secar.

Até o momento, a NASA concedeu sete missões CLPS e provavelmente concederá mais duas ou três no final deste ano. Por enquanto, Zurbuchen tem o apoio da Casa Branca e do Congresso para esta abordagem. Mas será que o apoio durará se as primeiras tentativas de aterrissagem criarem novas crateras na Lua?

Devemos saber em breve. Tanto Astrobotic (com seu menor aterrissador Peregrine) quanto Intuitive Machines (com sua nave espacial Nova-C) estão programadas para fazer suas primeiras tentativas no final deste ano, embora esses cronogramas possam deslizar. Ambas as empresas enfrentaram problemas técnicos e tiveram problemas na cadeia de fornecimento que os atrasaram. Mas cada uma delas está chegando perto. Na verdade, ainda hoje, a Astrobotic revelará publicamente, pela primeira vez, seu navio-tanque.

A primcipio apoiadores na CLPS na NASA

Zurbuchen e outros apoiadores do CLPS na NASA são inflexíveis em seu apoio porque pensam que é saudável para a agência espacial aceitar algum risco em troca de programas de desenvolvimento muito mais rápidos e menos dispendiosos. Tradicionalmente, a NASA não tem sido capaz de falhar por causa da pressão política.

Assim, a agência tem usado principalmente o projeto “linear” para novos programas, durante os quais são gastos anos projetando e testando pequenas peças de um projeto. Somente após uma análise considerável é que os componentes são colocados juntos e testados. Esta é a maneira mais segura de construir um veículo e dá a maior chance de sucesso na primeira vez. Mas também é um processo dispendioso e arrastado.

Empresas comerciais, como a SpaceX e a Rocket Lab na indústria de lançamento, adotaram uma metodologia de projeto iterativa, na qual o objetivo é voar mais rápido e aprender com os erros e falhas no vôo. Neste sentido, cada veículo subseqüente melhora o projeto anterior e tem uma maior chance de sucesso.

CLPS for bem sucedido

Se o CLPS for bem sucedido, isso quase certamente significará que a NASA terá mais sucesso por seu dinheiro, com a ciência de menor custo sendo feita mais rapidamente.

Embora possa haver algumas experiências de aprendizado dolorosas, uma vez que esta indústria amadureça, ela poderia se aplicar não apenas à Lua, mas a outros destinos no Sistema Solar.

Os cientistas planetários autores da “pesquisa decadal” das prioridades de pesquisa do Sistema Solar, publicada na terça-feira, reconheceram isto.

“A NASA deve continuar a apoiar a inovação comercial na exploração lunar”, recomenda o relatório. “Após o sucesso demonstrado em alcançar a superfície lunar, a NASA deve desenvolver um plano para maximizar o retorno científico do CLPS, por exemplo, permitindo que os investigadores proponham conjuntos de instrumentos acoplados a locais específicos de aterrissagem.

A NASA deveria avaliar as perspectivas futuras de sistemas de entrega comercial dentro de outros programas de missão e considerar a extensão de abordagens e lições aprendidas com o CLPS para outros destinos, por exemplo, Marte e asteróides”.

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