Utilidade da ISS

A ISS será usada principalmente para pesquisas científicas em um único ambiente com microgravidade. Ela será quatro vezes maior do que a Mir e capaz de ficar em órbita por muito mais tempo do que um ônibus espacial, cuja órbita é de três semanas. Pesquisadores do governo, indústrias e instituições educacionais estão preparados para usar as facilidades da ISS. Os tipos de pesquisa que serão feitos incluem:

• ciência da microgravidade
• ciência da vida
• ciência da Terra
• ciência espacial
• desenvolvimento e pesquisa da engenharia
• desenvolvimento de produtos comerciais

Ciência da microgravidade
A gravidade influencia muitos processo físicos na Terra. Ela altera a maneira dos átomos se juntarem e formarem um cristal. Na microgravidade, cristais quase perfeitos podem ser formados. Tais cristais podem render melhores semi-condutores para computadores mais rápidos, ou drogas mais eficientes para combater doenças.

Imagem cedida pela NASA Vela queimando na microgravidade

Outro efeito da gravidade é que ela causa correntes de calor para formar uma chama, tornando-a instável. Isso faz com que o estudo da combustão seja muito difícil. Entretanto, na microgravidade acontece um simples, firme e lento processo de combustão; este tipo de chama deixa o estudo do processo de combustão mais fácil. Os resultados podem ajudar na produção: compreendendo melhor o processo de combustão, é possível aperfeiçoar os projetos de fornos ou reduzir a poluição, tornando a combustão mais eficiente.

A ISS será equipada com um moderno laboratório para estudar os efeitos da microgravidade nestes processos.

Ciência da vida
A vida que conhecemos está envolvida em um mundo com gravidade. Nossa forma física é baseada e influenciada pela gravidade. Temos esqueletos que ajudam contra a força da gravidade. Nosso sentido pode nos orientar porque temos senso de gravidade. Porém, como a gravidade influencia os outros seres vivos? A ISS nos dá a oportunidade de estudar plantas e animais na ausência de gravidade. Por exemplo, quando a semente de uma planta brota, a raiz cresce para baixo e os galhos e as folhas, para cima (gravitropismo); de alguma forma, as plantas jovens têm senso de gravidade para fazer isso. Porém, o que aconteceria se as sementes crescessem sem gravidade? Esse tipo de experimento pode ser feito na ISS.

Um longo tempo de exposição à falta de gravidade causa a perda de cálcio nos ossos, nos tecidos dos músculos e fluidos do nosso corpo. Estes efeitos são similares ao envelhecimento (diminuição da força dos músculos, osteoporose). Assim, a exposição à microgravidade pode nos dar novas visões sobre o envelhecimento. Se pudermos desenvolver contra-recursos para prevenir os efeitos degradantes da microgravidade, talvez possamos prevenir alguns efeitos físicos do envelhecimento. A ISS irá oferecer um longo período de exposição à microgravidade que não pode ser obtido em uma nave espacial.

A ISS nos permite testar sistemas de ajuda à vida ecológica similares às formas com que a Terra oferece amparo à vida. Podemos fazer plantas crescerem em largas quantidades no espaço e fazer oxigênio, removendo o dióxido de carbono e fornecendo comida. Esse conhecimento será muito importante para as longas viagens interplanetárias, tais como as viagens para Marte ou Júpiter.

Ciência da Terra
A órbita da ISS cobrirá 75% da superfície terrestre para observação. Com os instrumentos a bordo, os astronautas estarão aptos a:

• estudar o clima e o tempo
• estudar a geologia
• colher informações sobre a qualidade da atmosfera
• mapear a vegetação usando recursos da terra e minerais
• monitorar a saúde dos rios, lagos e oceanos

Imagem cedida pela NASA/ JPL Imagem do radar da base do Cabo Cod MA, mostrando florestas (verde), pântanos (azul-escuro), áreas desenvolvidas (rosa) e lagos e áreas de areia (preto)

Os dados recolhidos desses estudos nos ajudarão a entender como a biosfera terrestre trabalha e como minimizar a degradação do meio ambiente.

Ciência Espacial
A ISS estará numa plataforma orbitando sobre a atmosfera da Terra. Como o telescópio espacial Hubble, telescópios a bordo da ISS poderão ter uma visão do Sol, das estrelas e dos planetas, sem a interferência da atmosfera terrestre. Os instrumentos a bordo da ISS olharão os planetas próximos a outras estrelas e procurarão em galáxias distantes por sinais da origem do universo. Instrumentos na ISS serão concertados e trocados mais facilmente do que aqueles no telescópio espacial Hubble.

Desenvolvimento e pesquisa para a engenharia
A pesquisa e o desenvolvimento de engenharia da ISS será voltado para estudos de efeitos do ambiente espacial nos materiais, desenvolvendo novas tecnologias para exploração espacial, incluindo:

• novas técnicas de construção no espaço
• novas tecnologias espaciais, incluindo células solares e armazenagem
• novos sistemas de comunicação em satélites e naves espaciais
• sistemas de recursos salva vidas para futuras naves espaciais

Para estudar os efeitos do ambiente espacial (oxigênio atômico na atmosfera superior, raios cósmicos e micro meteoritos), a NASA lançou um satélite chamado Long Duration Exposure Facility (LDEF) - Aparelho de Longa Duração à Exposição, onde havia diversos materiais na parte externa. Depois de muitos anos em órbita, o satélite foi resgatado por um ônibus espacial, trazido de volta à Terra e analisado.

Imagem cedida pela NASA LDEF em órbita visto do ônibus espacial

Imagem cedida pela NASA Marca no metal do LDEF causado pela exposição prolongada ao oxigênio atômico

Os materiais podem ser colocados na ISS em plataformas abertas e expostos ao ambiente espacial por muitos anos. Estes materiais poderiam ser trocados mais facilmente do que em satélites. A informação retirada poderia ajudar a produzir materiais melhores para a produção de satélites mais resistentes ao ambiente espacial.

Desenvolvimento de produtos comerciais
Como mencionado acima, cristais mais perfeitos podem ser produzidos a bordo de uma estação espacial, ajudando no desenvolvimento de melhores drogas, catalisadores para extração de petróleo e semi-condutores. Novamente, a ISS terá laboratórios dedicados à produção destes produtos e por muito mais tempo do que nos ônibus espaciais.

As futuras estações espaciais
Estamos apenas começando a desenvolver estações espaciais. A ISS será um grande aperfeiçoamento da Salyut, Skylab e da Mir; mas há ainda um longo caminho de realizações até chegarmos às grandes estações e colônias espaciais idealizadas pelos autores de ficção científica. Nenhuma de nossas estações espaciais têm gravidade por duas razões:

• queremos um local sem gravidade para que possamos estudar os efeitos dela;
• ainda carecemos de tecnologia para fazer uma grande estrutura, como uma estação espacial, girar para produzir gravidade.

No futuro, a gravidade artificial será um requisito para que as colônias espaciais possam abrigar grandes populações.

imagem cedida pela NASA Crédito: Rick Guidice Representação artística do interior de uma colônia espacial

Outra idéia comum se trata de onde uma estação espacial deveria ficar. Como poderíamos vê-la, a ISS precisará de um empurrão periódico por causa da sua posição em relação à órbita da Terra. Entretanto, há dois lugares entre a Terra e a Lua chamados Pontos Lagrange L-4 e L-5. Nestes pontos, a gravidade da Terra e a gravidade da Lua são equilibradas, um objeto que ali ficasse não poderia ser "puxado" nem pela Terra e nem pela Lua. A órbita seria estável e não exigiria empurrões. Uma sociedade chamada L5 foi formada há 20 anos para reforçar a idéia de colocar uma estação espacial em órbita justamente nesses pontos. Como aprendemos mais com nossas experiências na ISS, podemos aperfeiçoar a construção de maiores e melhores estações que permitissem-nos viver e trabalhar no espaço. Assim, nosso sonho poderia se tornar realidade.