Experimentos no Espaço

Olá leitor!

Segue abaixo uma matéria publicada na Revista Domínio FEI (Ago. de 2009), editada pelo Centro Universitário da FEI destacando que essa instituição de ensino privado participa de atividades espaciais desde o ano de 1998.

Duda Falcão

Destaques

Experimentos no Espaço

FEI é a única instituição privada do País a

participar do programa de microgravidade da AEB

Desde 1957, ano em que o primeiro satélite entrou em órbita – o soviético Sputnik –, a humanidade busca oportunidades fora do planeta que contribuam para avanços científicos. O ambiente de microgravidade, em que a ação gravitacional é quase nula, ajuda nessa empreitada. Os estudos a respeito do comportamento de reações bioquímicas em ambiente de microgravidade podem contribuir para a melhoria de processos industriais, químicos e biológicos, realizados em solo. Atentos a esse nicho, os departamentos de Engenharia Mecânica, Elétrica e Química da FEI pesquisam, desde 1998, o comportamento em microgravidade de algumas enzimas de interesse industrial, por meio do envio de experimentos em vôos suborbitais e espaciais.

A FEI é a única instituição privada brasileira a participar do programa de microgravidade da Agência Espacial Brasileira (AEB). Em 11 anos, a universidade inscreveu seu nome em 13 missões, tanto de foguetes de sondagem brasileiros quanto em vôos do ônibus espacial Discovery, da NASA, em 1998, e a bordo da nave russa Soyuz TMA-8, que seguiu rumo à Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês) durante a Missão Centenário, em 2006, e teve entre os tripulantes o astronauta brasileiro Marcos Pontes. Os próximos embarques estão previstos para o segundo semestre deste ano e partirão do Centro de Lançamento de Alcântara, no Maranhão. Em 2010, experimentos da FEI devem seguir em outra missão à ISS, partindo do Cazaquistão, na Ásia. Com o trabalho, a equipe formada por professores, pesquisadores e alunos do Centro Universitário da FEI pretende conhecer os agentes que mais influenciam, em microgravidade, reações bioquímicas envolvendo a enzima invertase.

Posteriormente, espera-se que as informações obtidas permitam ajudar no melhor entendimento dos mecanismos de ação dessas enzimas em solo para, se possível, potencializar a catálise (aceleração) das reações químicas na indústria, assim como pensar em futuras aplicações de processos enzimáticos no espaço. Porém, as respostas obtidas até o momento não são conclusivas. “Os ensaios devem ser repetidos em número suficiente de vezes, tanto em solo como no espaço, para verificar se há confirmação dos resultados. Só assim poderemos tirar conclusões”, explica Alessandro La Neve, professor titular do Departamento de Engenharia Elétrica da FEI e coordenador do Projeto Microgravidade. O professor ressalta que a experiência tem sido positiva com relação ao desenvolvimento dos dispositivos, minilaboratórios dentro dos quais os experimentos embarcam. “Temos desenvolvido equipamentos cada vez mais sofisticados, como resultado do conhecimento específico adquirido pela equipe nesta área, que é da competência de poucos, atestando seu amadurecimento”, ressalta.

Trabalho Minucioso e Testes Rigorosos

Da esq.: O aluno Renato Luiz Alves Cabral, os professores

Maurício Silva Ferreira, Alessandro La Neve e Marcello Bellodi,

e o funcionário do Laboratório de Elétrica Acácio Nunes

Projetados e construídos de acordo com requisitos pré-definidos, os dispositivos são submetidos, antes da aprovação para embarque, a testes rigorosíssimos em laboratórios do CTA (Comando Geral de Tecnologia Aeroespacial) e do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), ambos especializados na homologação de equipamentos que atendam ao padrão de qualidade espacial. No caso dos foguetes de sondagem nacionais, que são lançados da base de Alcântara, são realizados diversos ensaios de ordem mecânica, elétrica e química para garantir que os equipamentos possam suportar as condições severas e adversas a que são submetidos, tanto durante o lançamento como em vôo. Os ensaios incluem, entre outros, testes de pressão, vibração, vácuo, variações extremas de temperatura e umidade, estanqueidade, impacto e interferência eletromagnética. Os equipamentos devem funcionar satisfatoriamente em ambiente de microgravidade, sem sofrer nem causar qualquer tipo de dano aos outros experimentos ou equipamentos embarcados.

Nas missões realizadas a bordo da ISS, outras exigências são observadas pelos avaliadores brasileiros e russos a fim de garantir a segurança, tanto da nave como dos astronautas. Entre outros, são verificados os tipos e a concentração de gases emitidos para o interior da nave, pelo experimento ou pelo equipamento, a fim de que não provoquem contaminações ou explosões. “A complexidade oferece uma dinâmica multidisciplinar e enriquecedora, pois envolve várias áreas da FEI e pesquisadores do INPE”, destaca Adriana Célia Lucarini, professora do Departamento de Engenharia Química da instituição, também envolvido nos estudos. Atualmente, a equipe da FEI trabalha no DMLM III (Dispositivo de Mistura de Líquidos em Microgravidade) e no CIM (Cinética da Invertase em Microgravidade), dispositivos presentes nas próximas missões no foguete brasileiro e na Estação Espacial Internacional, respectivamente.

Por Que Estudar Enzimas?

No corpo humano ou na natureza, as enzimas são proteínas que promovem e aceleram reações bioquímicas. A não-toxicidade e as vantagens diante de catalisadores químicos, como menor consumo energético e maior velocidade de reação, são características que também conferem às enzimas um importante papel na indústria. Entre as diversas enzimas existentes, a lipase e a invertase foram escolhidas pela FEI para os estudos pela farta literatura existente sobre o comportamento em solo, o que proporciona um parâmetro importante de comparações com resultados obtidos em microgravidade. No entanto, somente a invertase embarcará nos próximos lançamentos. As duas enzimas encontram uso nos setores alimentício, farmacêutico, de cosméticos e de limpeza. “A invertase, por exemplo, pode transformar sacarose (açúcar da cana) em frutose (açúcar das frutas), que tem alto valor comercial devido ao poder adoçante 20% maior”, aponta Adriana Lucarini. O mercado mundial de enzimas industriais movimenta mais de US$ 2 bilhões anuais.

Outro projeto da FEI que embarcará no segundo semestre deste ano para a realização de experimentos dentro do Programa Microgravidade da AEB envolve um cabo elétrico recoberto por nanotubos de carbono depositados sobre uma superfície de alumínio. O objetivo é confrontar os resultados obtidos em solo por outra frente do trabalho já concluída na FEI (veja pág. 16).

“Esperamos obter perdas ainda menores de energia em ambiente de microgravidade”, ressalta Marcello Bellodi, do Departamento de Engenharia Elétrica da FEI, ao afirmar que o experimento com nanotubos em microgravidade é uma iniciativa pioneira em nível internacional. O estudo alavancará novas linhas de pesquisa e trará grandes benefícios comercialmente, como a redução da espessura de fios elétricos e da dimensão de transformadores em linhas de transmissão de energia, além da criação de equipamentos eletrônicos com maior portabilidade, entre outros. “A participação de universidades como a FEI, que foi a pioneira, em operações como essa é muito interessante”, enfatiza Flávio de Azevedo Corrêa Junior, membro do Grupo de Engenharia de Sistemas do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) e integrante do Programa Microgravidade da Agência Espacial Brasileira. O especialista acredita que esse tipo de iniciativa incentive outras pesquisas voltadas não só à microgravidade, mas à tecnologia aeroespacial.

Estímulo Nacional

As experiências da FEI no espaço são possíveis devido ao Programa de Microgravidade da Agência Espacial Brasileira (AEB). Com a iniciativa, criada em 1998, a AEB abriu espaço para que grupos de pesquisa em instituições nacionais, como universidades, tenham acesso ao ambiente de microgravidade para a realização de estudos em vôos suborbitais e orbitais. Enquanto os primeiros são de curta duração – os experimentos ficam expostos à microgravidade por menos de 10 minutos – os orbitais, como os da ISS, permitem um tempo de exposição maior, de dias e até de meses. Além da FEI, o grupo de instituições brasileiras presentes no programa inclui a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), entre outras.

Fonte: Revista Domínio FEI - Num. 1 - Agosto de 2009 - págs. 7, 8 e 9