Como funcionam as estações espaciais

Autor: 
Craig Freudenrich, Ph.D.

Imagine acordar pela manhã, olhar pela janela e ver esta paisagem. É de tirar o fôlego, não? Como seria viver no espaço? Isso é ficção científica ou será realidade num futuro próximo?

Península da Flórida vista do espaço
Imagem cedida pela NASA
Península da Flórida vista do espaço

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Há muito tempo e, por vários motivos, cientistas, astronautas, autores de ficção científica e o público em geral têm sonhado com uma estação espacial permanente na órbita da Terra. Para alguns, ela seria o rompimento de uma barreira na pesquisa científica do ambiente extraterrestre. Para outros, um lugar de negócios, onde cristais, semi-condutores e produtos farmacêuticos poderiam ser produzidos melhor que em nosso planeta. Alguns sonham com estações espaciais que servissem de escala para expedições a outros planetas e a estrelas como atrações turísticas. Também poderiam servir como novas cidades e colônias que amenizariam os problemas da superpopulação. Apesar de ser apenas um sonho, as estações espaciais não estão longe de se tornarem realidade. Os Estados Unidos e a Rússia têm estações espaciais em órbita desde 1971. Ambos os países cooperam com outras nações para a construção da Estação Espacial Internacional (ISS), um lugar que manterá a presença humana permanente no espaço.

Representação artística da ISS
Imagem cedida pela NASA
Representação artística da Estação Espacial Internacional

Como será a estação espacial? Como será viver no espaço? Quais problemas podem existir ao se construir uma estação espacial? Para que elas servem? Vejamos o fascinante mundo das estações espaciais.

Uma pequena história

representação artística de uma colônia espacial
Imagem cedida pela NASA
Crédito: Rick Guidice

Representação artística de uma colônia espacial

Sonhamos com as estações espaciais desde o início da ficção científica e da exploração espacial. Os visionários propuseram que elas fossem um observatório avançado em órbita, assim como os postos e observatórios das fronteiras do oeste dos EUA nos séculos XVIII e XIV. Estes observatórios espaciais seriam lugares para realizar negócios, ciência e viagens interplanetárias. Estas estações são concebidas como enormes naves circulares com sua própria gravidade, como aquelas vistas em filmes como "2001: uma Odisséia no Espaço" ou em séries de TV como "Jornada nas Estrelas" ou "Babylon 5". Porém, as estações espaciais de hoje lembram muito pouco as da ficção científica.

Salyut
Os russos (da antiga União Soviética) foram os primeiros a implantar uma estação espacial, chamada Salyut 1, em órbita no ano de 1971. Era uma combinação dos sistemas das naves espaciais Almaz e Soyuz. Tinha aproximadamente 15 metros de comprimento e três compartimentos principais. Estes compartimentos abrigavam áreas para refeição e recreação, dispensa para comidas e bebidas, um banheiro, estação de controle, aparelhos para exercícios e equipamentos científicos. A tripulação da Soyuz 1 foi a primeira a viver na Salyut 1, permanecendo lá por 24 dias. Todos morreram enquanto tentavam retornar à Terra. A segunda missão foi cancelada e a nave Soyuz foi reprojetada.

Durante os anos 70, os russos lançaram outras estações espaciais (Salyuts 4 até 7), onde testaram a nova espaçonave Soyuz, desenvolvendo e testando também naves de reabastecimento não tripuladas. As naves chamadas Progress foram produzidas através de experimentos científicos e de anotações feitas nas viagens pelo espaço. O programa Salyut permitiu o desenvolvimento da estação espacial russa Mir.


Imagem cedida pela NASA
Diagrama mostrando a estação espacial Salyut-4 acoplada à nave Soyuz

Skylab
Em 1973, os Estados Unidos colocaram em órbita sua primeira e única estação espacial, chamada Skylab 1. Ela foi danificada durante o lançamento. Além de um importante escudo contra meteoritos, foi destruído um de seus principais painéis solares. Já que o outro painel não produzia energia suficiente, a Skylab ficou a uma temperatura interna de 52º C. A primeira tripulação foi mandada 10 dias depois para consertar a estação danificada. Os astronautas instalaram o painel que estava faltando, além de colocar uma proteção em forma de guarda-sol para resfriar a estação. Com os reparos, essa e outras duas tripulações puderam passar até 112 dias no espaço, conduzindo pesquisas científicas e médicas.

Desenho da Skylab 1
Imagem cedida pela NASA
Desenho da Skylab 1 em órbita

Imagem da Skylab 1
Imagem cedida pela NASA
Fotografia da Skylab 1 em órbita após os reparos. Note o guarda-sol dourado.

A Skylab foi modificada a partir do terceiro estágio do foguete Saturn V e continha as seguintes seções:

  • oficina em órbita - compartimentos para o convívio e trabalho da tripulação;
  • módulo pressurizado - permitia o acesso da tripulação à parte externa da estação;
  • adaptador múltiplo de acoplagem - permitia que mais de uma nave Apollo fosse acoplada à estação de uma só vez;
  • armação do telescópio Apollo - continha telescópios para observar o sol, as estrelas e a Terra (vale lembrar que o telescópio espacial Hubble ainda não havia sido construído);
  • nave espacial Apollo - módulo de comando e serviço para transporte da tripulação até a superfície terrestre.

A Skylab nunca foi projetada para ser permanente no espaço, mas sim para ser uma oficina de pesquisa onde os Estados Unidos pudessem testar os efeitos dos vôos de longa duração ao espaço no corpo humano. Estas viagens teriam uma duração maior do que as duas semanas necessárias para ir até a Lua. Quando o vôo da terceira tripulação acabou, a Skylab foi abandonada. Ela ficou parada no espaço até que uma intensa tempestade solar afetou sua órbita, ocasionando sua queda mais cedo do que o esperado. A Skylab entrou novamente na atmosfera da Terra e incinerou-se sobre a Austrália, em 1979.

Mir
Em 1986, os russos lançaram a estação espacial Mir, que pretendia ser um local para permanência no espaço. Tinha as seguintes seções:

  • estrutura central
    • alojamentos - cabines individuais para a tripulação, banheiro, cozinha e depósito de lixo
    • compartimentos de transferência - onde módulos adicionais podiam ser acoplados
    • compartimento intermediário - ligava o módulo de trabalho às portas de acoplagem posteriores
    • compartimento de montagem - onde se localizavam os tanques de combustível e os motores do foguete
  • módulo de astrofísica Kvant-1 - continha telescópios para estudar as galáxias, quasares e estrelas de nêutron
  • Kvant-2 - módulo científico com cabine pressurizada, contendo equipamentos para pesquisas biológicas, para observações da Terra e para caminhadas espaciais
  • Kristall - módulo usado para experimentos biológicos e materiais, contendo um local de atracagem que pôde ser usado pelos ônibus espaciais americanos
  • módulo de senso à distância Priroda - continha radares e espectrômetros para estudar a atmosfera da Terra
  • módulo de acoplagem - tinha portas para acoplagens de espaçonaves
  • nave de abastecimento Progress - nave de reabastecimento não tripulada, que levava mantimentos e equipamentos da Terra e trazia de volta o lixo da estação
  • nave espacial Soyuz - principal transporte para ida e retorno à superfície da Terra

Representação artística da Mir, acoplada a um ônibus espacial
Imagem cedida pela NASA
Representação artística da estação espacial Mir, acoplada a um ônibus espacial

A Mir é a estação espacial mais antiga que já esteve em órbita. Na preparação para a Estação Espacial Internacional (ISS), os astronautas da NASA (incluindo Norm Thagard, Shannon Lucid, Jerry Linenger e Michael Foale) passaram um tempo a bordo. Danificada por um incêndio durante a permanência de Linenger e pelo choque com a nave Progress durante a permanência de Foale, a Mir foi literalmente abandonada. A agência espacial russa não podia mais arcar com as despesas, então, juntamente com a NASA, decidiu livrar-se da Mir e dedicar-se à ISS. Embora um movimento privado, o "Keep Mir Alive" (Mantenha a Mir Viva) e a empresa MirCorp, tenham feito uma campanha para que a velha estação fosse consertada e privatizada, a agência russa decidiu, em 16 de Novembro de 2000, trazê-la de volta à Terra. A Mir retornou à atmosfera terrestre em 23 de março de 2001. Seus escombros caíram no Oceano Pacífico, a aproximadamente 1.667 km do leste da Austrália.