sábado, 4 de setembro de 2021

A China planeia construir uma mega nave espacial

A China está investigando como construir uma nave espacial gigante com cerca de 1 quilómetro de comprimento. Mas será viável esta ideia, e qual seria a utilidade de uma nave tão grande?

O projeto faz parte de projeto mais amplo para propostas de pesquisa da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, uma agência de financiamento administrada pelo Ministério da Ciência e Tecnologia do país. Um esboço de pesquisa publicado no site da fundação descreveu essas enormes naves espaciais como "importantes equipamentos aeroespaciais estratégicos para o uso futuro dos recursos espaciais, exploração dos mistérios do universo e vida de longa duração em órbita".


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Photo//Shutterstock


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A fundação quer que os cientistas conduzam pesquisas sobre métodos de design novos e leves, que podem limitar a quantidade de material de construção que deve ser colocado em órbita, e novas técnicas para montar com segurança essas estruturas gigantes no espaço. Se financiado, o estudo de viabilidade duraria cinco anos e teria um orçamento de 15 milhões de yuans (US $ 2,3 milhões).

O projeto pode soar como ficção científica, mas o ex-tecnólogo-chefe da NASA, Mason Peck, disse que a ideia não é totalmente absurda e que o desafio é mais uma questão de engenharia do que de ciência fundamental.



"Acho que é inteiramente viável", disse Peck, agora professor de engenharia aeroespacial na Universidade Cornell. "Eu descreveria os problemas aqui não como impedimentos intransponíveis, mas sim problemas de escala."

De longe, o maior desafio seria o preço, observou Peck, devido ao alto custo de lançamento de objetos e materiais para o espaço. A Estação Espacial Internacional (ISS), que tem apenas 110 metros de largura em seu ponto mais largo de acordo com a NASA , custou cerca de US $ 100 biliões para ser construída, disse Peck, então construir algo 10 vezes maior sobrecarregaria até mesmo o país mais generoso nessas despesas.



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Porém, muito depende do tipo de estrutura que os chineses planeiam construir. A ISS está repleta de equipamentos e foi projetada para acomodar humanos, o que aumenta significativamente sua massa. "Se estamos falando sobre algo que é simplesmente grande mas não totalmente habitável, as técnicas de construção também podem reduzir o custo de levar uma nave gigante para o espaço. A abordagem convencional seria construir componentes na Terra e depois montá-los como Legos em órbita, disse Peck, mas a tecnologia de impressão 3D poderia transformar matérias-primas compactas em componentes estruturais de dimensões muito maiores no espaço”.

Uma opção ainda mais atraente seria obter matéria-prima da Lua, que tem gravidade muito baixa em comparação com a Terra, o que significa que lançar materiais de sua superfície para o espaço seria muito mais fácil, segundo Peck. Ainda assim, isso primeiro requer infraestrutura de lançamento na lua e, portanto, não é uma opção a curto prazo.



Grande nave espacial, equivale a grandes problemas

Uma estrutura de proporções tão gigantescas também enfrentará problemas únicos. Sempre que uma nave espacial é submetida a forças, seja de manobra em órbita ou atracação com outro veículo, o movimento transmite energia para a estrutura da nave que faz com que ela vibre e dobre, explicou Peck. Com uma estrutura tão grande, essas vibrações levarão muito tempo para diminuir, então é provável que a nave precise de amortecedores ou controle ativo para neutralizar essas vibrações, disse ele.

Os projetistas também terão que fazer escolhas cuidadosas ao decidir em que altitude a nave deve orbitar, disse Peck. Em altitudes mais baixas, o arrasto da atmosfera externa desacelera os veículos, exigindo que eles voltem constantemente a uma órbita estável. Isso já é um problema para a ISS, observou Peck, mas para uma estrutura muito maior, que tem mais arrasto atuando sobre ela e exigiria mais combustível para voltar ao lugar, seria um grande problema.



Por outro lado, o lançamento para altitudes mais elevadas é muito mais caro e os níveis de radiação aumentam rapidamente quanto mais longe da atmosfera da Terra, o que será um problema se a nave abrigar humanos.

Mas embora a construção de tal estrutura possa ser tecnicamente possível, não é viável em nenhum sentido prático, disse Michael Lembeck, professor de engenharia aeroespacial da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign que trabalhou em programas espaciais governamentais e comerciais.

"É como se estivéssemos falando sobre a construção da Starship Enterprise", disse ele ao Live Science. "É fantástico, mas não é viável e é divertido de pensar, e não é muito realista para o nosso nível de tecnologia", considerando o custo, disse ele.



Dado o pequeno orçamento do projeto de pesquisa, é provável que seja apenas um pequeno estudo académico para mapear os contornos iniciais de tal projeto e identificar lacunas tecnológicas, disse Lembeck. Para efeito de comparação, o orçamento para construir uma cápsula para levar astronautas à ISS foi de US $ 3 biliões. “Portanto, o nível de esforço aqui é extremamente pequeno em comparação com os resultados desejados”, acrescentou.

Também há dúvidas sobre para que uma nave espacial tão grande seria usada. Lembeck disse que as possibilidades incluem instalações de manufatura espaciais que aproveitam a microgravidade e a abundante energia solar para construir produtos de alto valor como semicondutores e equipamentos óticos, ou habitats de longo prazo para uma vida fora do planeta. Mas ambos implicariam em enormes custos de manutenção. disse Peck.

"A estação espacial é um empreendimento de US $ 3 biliões por ano", acrescentou Lembeck. "Multiplique-se isso para instalações maiores e rapidamente se tornará uma empresa bastante grande e cara de se operar."



A China também expressou interesse em construir enormes matrizes de energia solar em órbita e enviar a energia de volta para a Terra por meio de feixes de microondas, mas Peck disse que a economia de tal projeto simplesmente não se compara. Peck fez alguns cálculos retrospetivos e estima que custaria cerca de US $ 1.000 por watt, em comparação com apenas US $ 2 por watt de energia gerada a partir de painéis solares na Terra.

Talvez a aplicação mais promissora para uma estrutura espacial tão grande seja científica, disse Peck. Um telescópio espacial dessa escala poderia potencialmente ver características na superfície de planetas em outros sistemas solares. "Isso pode ser transformador para a nossa compreensão dos planetas extrasolares e, potencialmente, da vida no universo", acrescentou.


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Referencia//LiveScience

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