Nos Bastidores de Uma 'Caminhada Lunar' da NASA no Deserto do Arizona
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Nos Bastidores de uma 'Caminhada Lunar' da NASA no Deserto do Arizona
Os astronautas da NASA Kate Rubins e Andre Douglas realizaram recentemente quatro simulações de caminhadas lunares para ajudar a NASA a se preparar para a missão Artemis III. Prevista para ser lançada em setembro de 2026, a Artemis III levará dois astronautas, ainda não selecionados, ao Pólo Sul da Lua pela primeira vez.
Viajar para o espaço requer uma preparação imensa, não apenas para os astronautas, mas também para as centenas de pessoas que trabalham nos bastidores. É por isso que as simulações baseadas na Terra são essenciais. Elas permitem que os designers de trajes espaciais e ferramentas vejam seus projetos em ação. Os controladores de voo que monitoram os sistemas da espaçonave e as atividades da tripulação praticam a detecção de sinais iniciais de problemas técnicos ou ameaças à segurança dos astronautas. E os cientistas usam as simulações para praticar a realização de observações geológicas à distância através das descrições dos astronautas.
Entre 13 e 22 de maio de 2024, Rubins e Douglas percorreram o Campo Vulcânico de San Francisco, no norte do Arizona, um destino geologicamente semelhante à Lua, moldado por milhões de anos de erupções vulcânicas. Lá, eles fizeram observações do solo e das rochas ao redor e coletaram amostras. Após as caminhadas lunares, os astronautas testaram tecnologias que poderiam ser usadas nas missões Artemis, incluindo um visor de realidade aumentada para ajudar na navegação e balizas de iluminação que poderiam ajudar a guiar a tripulação de volta ao módulo lunar.
Dezenas de engenheiros e cientistas acompanharam Rubins e Douglas. Alguns estavam no campo ao lado da tripulação. Outros se juntaram remotamente de um centro de controle de missão simulado no Centro Espacial Johnson da NASA em Houston, em uma imitação mais realista do que será necessário para trabalhar com uma tripulação a cerca de 240.000 milhas de distância na superfície lunar.
Preparação para a atividade
Durante a caminhada lunar de 14 de maio, Rubins e Douglas trabalharam para manter a mentalidade de simulação enquanto uma vaca observava. Eles carregavam mochilas com equipamentos de iluminação, comunicação, câmeras e energia para esses dispositivos.
Claro, não há vacas na Lua. Mas há uma região chamada Marius Hills, que geologicamente se assemelha a este campo vulcânico do Arizona. Assim como o local no Arizona, Marius Hills foi moldado por erupções vulcânicas antigas, portanto, a composição das rochas nos dois locais é semelhante.
NASA/Josh ValcarcelO local de simulação no Arizona também se assemelha à região do Pólo Sul lunar nas mudanças sutis no tamanho, abundância e agrupamentos de rochas que podem ser encontradas lá. Notar essas pequenas diferenças nas rochas da Lua ajudará a revelar a história das colisões de asteroides, atividades vulcânicas e outros eventos que moldaram não apenas a Lua, mas também a Terra e o resto do nosso sistema solar.
"Então, este 'local de pouso' foi um bom análogo para os tipos de pequenas mudanças no regolito que os astronautas procurarão no Pólo Sul lunar," disse Lauren Edgar, geóloga do Serviço Geológico dos EUA em Flagstaff, Arizona, que co-liderou a equipe científica para a simulação.
Para a satisfação de Edgar e seus colegas, Rubins e Douglas identificaram corretamente pequenas diferenças nas rochas do Arizona. Mas, apesar de sua conquista, a caminhada lunar do dia teve que ser encurtada devido a fortes ventos. Assim como as vacas, não há vento na Lua quase sem ar.
"Ciência na Mesa"
Cientistas da Terra e planetários reunidos na NASA Johnson acompanharam as caminhadas lunares via um feed de vídeo e áudio ao vivo transmitido na Sala de Avaliação Científica. Esses especialistas desenvolveram planos detalhados para cada caminhada lunar simulada e forneceram conhecimentos geológicos ao controle da missão.
Todos na sala tinham um papel. Uma pessoa comunicava informações entre a equipe científica e a equipe de controle de voo. Outros monitoravam as tarefas científicas da tripulação para garantir que os astronautas permanecessem no caminho certo.
Um pequeno grupo analisava imagens de rochas, solo e afloramentos enviadas pela tripulação no solo no Arizona. As informações que eles obtinham ajudavam a determinar se as tarefas científicas da tripulação para cada travessia precisavam ser alteradas.
A decisão de atualizar ou não as tarefas era tomada por um pequeno grupo de especialistas da NASA e de outras instituições. Conhecido como "scrum," este grupo de cientistas, que estavam sentados ao redor da mesa na foto acima, representavam disciplinas como vulcanologia e mineralogia.
Eles avaliavam as informações vindas da tripulação e análises da equipe científica para decidir rapidamente se mudariam as tarefas científicas do dia devido a uma descoberta não planejada. Servir na mesa do scrum era um trabalho de alta pressão, pois atualizar o plano para passar mais tempo em um local intrigante, por exemplo, poderia significar desistir de tempo em outro.
As caminhadas lunares no Arizona também deram aos cientistas a oportunidade de testar suas habilidades em fazer mapas geológicos usando dados de espaçonaves orbitando muitas milhas acima da superfície. Esses mapas identificarão rochas e formas de relevo cientificamente valiosas no Pólo Sul para ajudar a NASA a escolher locais de pouso no Pólo Sul com o maior valor científico.
Os cientistas usarão dados do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA para mapear a geologia ao redor do local de pouso da Artemis III na Lua. Mas para mapear o campo vulcânico do Arizona, eles confiaram em dados de satélites terrestres. Então, para testar se seus mapas do Arizona eram precisos, alguns cientistas compararam as localizações da tripulação ao longo de suas travessias - auto-relatadas com base nas características do terreno ao redor - às características geológicas identificadas nos mapas.
Os astronautas da Apollo 17, Eugene A. Cernan, usando um boné verde e amarelo, e Harrison “Jack” Schmitt, durante o treinamento de geologia no Campo de Crateras de Cinder Lake em Flagstaff, Arizona. Nesta imagem de 1972, os astronautas da NASA estão dirigindo um rover geológico, ou "Grover", que era uma réplica de treinamento do veículo que eles posteriormente dirigiram na Lua.
NASA/USGSNos meses que antecederam as caminhadas lunares no Arizona, os cientistas ensinaram Rubins e Douglas sobre geologia, uma disciplina essencial para decifrar a história de planetas e luas. O treinamento em geologia tem sido comum desde a era Apollo, nas décadas de 1960 e início dos anos 70. De fato, os astronautas da Apollo também treinaram no Arizona. Esses pioneiros exploradores passaram centenas de horas na sala de aula e no campo aprendendo geologia. Os astronautas da Artemis terão um treinamento igualmente intensivo.
Operando em Condições Semelhantes às da Lua
Na imagem acima, Douglas está à esquerda de Rubins revisando procedimentos, enquanto Rubins inspeciona instrumentos no carrinho. Ambos estão usando trajes espaciais planetários simulados de 70 libras que tornam difícil mover-se, ajoelhar-se e agarrar, semelhante a como será fazer essas atividades na Lua.
Um membro da equipe da NASA, não visível atrás do carrinho em primeiro plano, está direcionando um holofote para os astronautas durante uma simulação noturna de caminhada lunar de uma hora e meia em 16 de maio. O holofote foi usado para imitar as condições de iluminação da região polar sul da Lua, onde o Sol não nasce e se põe como na Terra. Em vez disso, ele apenas se move ao longo do horizonte, iluminando a superfície como uma lanterna deitada em uma mesa.
A posição do Sol na Lua tem a ver com a inclinação de 1,5 grau da Lua em seu eixo. Essa leve inclinação significa que nem o hemisfério norte nem o sul da Lua inclinam-se significativamente em direção ou afastam-se do Sol ao longo do ano. Em contraste, a inclinação de 23,5 graus da Terra permite que os hemisférios norte e sul se inclinem mais perto (verão) ou mais longe (inverno) do Sol dependendo da época do ano. Assim, o Sol aparece mais alto no céu durante os dias de verão do que nos dias de inverno.
Comparadas às caminhadas lunares diurnas, quando os astronautas podiam ver e descrever facilmente as condições ao redor, a tripulação estava relativamente quieta durante a expedição noturna. Com suas pequenas luzes no capacete, Rubins e Douglas podiam ver apenas a área ao redor de seus pés. Mas a dupla testou luzes portáteis suplementares e relatou uma grande melhoria na visibilidade de até 20 pés ao redor de si.
Engenheiros na área de controle de missão simulada de Houston testaram softwares customizados para gerenciar caminhadas lunares. Um programa cataloga automaticamente horas de filmagens de áudio e vídeo, além de centenas de fotos, coletadas durante as caminhadas lunares. Outro ajuda a equipe a planejar caminhadas lunares, controlar o tempo e as tarefas e gerenciar suprimentos limitados de suporte à vida, como oxigênio. Esse rastreamento e arquivamento fornecerão dados contextuais para gerações de cientistas e engenheiros.
Aprendendo uma Linguagem Comum
O fluxo de áudio usado pela equipe de Houston para se comunicar durante caminhadas espaciais é uma cacofonia vertiginosa de vozes representando todos os papéis de engenharia e ciência do controle de missão. Um especialista em controle de missão bem treinado pode bloquear o ruído e se concentrar apenas nas informações que precisa para agir.
Um dos objetivos das simulações, então, era treinar os cientistas a fazer isso. "Do lado da ciência, somos os novatos aqui," disse Achilles.
Durante as caminhadas lunares no Arizona, os cientistas aprenderam como comunicar suas prioridades de forma sucinta e clara para a equipe de controle de voo, que então conversava com os astronautas. Se os cientistas precisavam mudar o plano de travessia para retornar a um local para mais fotos, por exemplo, tinham que justificar o pedido ao diretor de voo responsável. Se o diretor aprovasse, uma pessoa designada comunicava a informação à tripulação. Para esta simulação, essa pessoa era a astronauta da NASA Jessica Watkins, que é geóloga por formação.
As regras estritas de comunicação da NASA visam limitar as distrações e perigos para os astronautas durante caminhadas espaciais física e intelectualmente exigentes.
Nas semanas após as simulações de caminhadas lunares de maio, os controladores de voo e cientistas têm feito debriefings e documentado suas experiências. Em seguida, eles revisarão detalhes como o design da Sala de Avaliação Científica. Eles reconsiderarão os papéis e responsabilidades de cada membro da equipe e explorarão novas ferramentas ou atualizações de software para tornar seus trabalhos mais eficientes. E nas futuras simulações, ainda em estágio de planejamento, eles farão tudo novamente, e novamente, e novamente, tudo para garantir que as caminhadas lunares reais da Artemis - os primeiros passos da humanidade na superfície lunar em mais de 50 anos - sejam perfeitamente coreografadas.
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Brazilian Space
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